Bilgisayar Ağları ve Temelleri

Konu: Bilgisayar Ağları ve Temelleri Perş. Mart 27, 2008 3:02 pm

Bilgisayar Ağları ve Temelleri

Iletisim Ağlari Yapisal Modeli
Bu bolumde bilgisayar aglarinin birbirleri ile olan iletisimi (internetworking) konusunda bazi temel kavramlar hakkinda bilgi verilecektir.
OSI Referans modeli
Bilgisayarlar arasi iletisimin basladigi gunden itibaren farkli bilgisayar sistemlerinin birbirleri arasindaki iletisim daima en buyuk problemlerden birisi olmus ve bu sorunun ustesinden gelebilmek icin uzun yillar boyunca cesitli calismalar yapilmistir. 1980'li yillarin basinda Uluslararasi Standartlar Organizasyonu (International Standarts Organization-ISO) bilgisayar sistemlerinin birbirleri ile olan iletisiminde ortak bir yapiya ulasmak yonunde cabalari sonuca baglamak icin bir calisma baslatmistir. Bu calismalar sonucunda 1984 yilinda Acik Sistem Baglantilari (Open Systems Interconnection-OSI) referans modeli ortaya cikarilmistir. Bu model sayesinde degisik bilgisayar firmalarinin urettikleri bilgisayarlar arasindaki iletisimi bir standarda oturtmak ve farkli standartlar arasi uyumsuzluk sebebi ile ortaya cikan iletisim sorununu ortadan kaldirmak hedeflenmistir. OSI referans modelinde, iki bilgisayar sistemi arasinda yapilacak olan iletisim problemini cozmek icin 7 katmanli bir ag sistemi onerilmistir. Bir baska deyisle bu temel problem 7 adet kucuk probleme parcalanmis ve her bir problem icin ayri ayri bir cozum yaratilmaya calisilmistir. Bu 7 katmanin en altinda yer alan iki katman yazilim ve donanim, ustteki bes katman ise genelde yazilim yolu ile cozulmustur. OSI modeli, bir bilgisayarda calisan uygulama programinin, iletisim ortami uzerinden baska bir bilgisayarda calisan diger bir uygulama programi ile olan iletisiminin tum adimlarini tanimlar. En ust katmanda goruntu ya da yazi seklinde yola cikan bilgi, alt katmanlara indikce makine diline donusur ve sonuc olarak 1 ve 0 lardan ibaret elektrik sinyalleri halini alir. Asagidaki sekilde OSI referans modeli katmanlari ve bir yerel ag uzerindeki durumu gosterilmektedir:
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz2

Cizim-2 OSI Referans modeli

OSI katmanlarinin tanimlanan temel gorevleri:
7- Uygulama
Kullaniciya en yakin olan katmandir. Spreadsheet, kelime islemci, banka terminali programlari vs. bu katmanin parcalaridir.
6-Sunum
Bu katmanda gelen paketler bilgi haline donusturulur. Bilginin karakter set cevrimi veya degistirilmesi, sifreleme vs. gorevlerini bu katman ustlenir.
5- Oturum
Iki bilgisayar uzerindeki uygulamalarin birbirini farkettigi katmandir.
4- Tasima
Bu katman gelen bilginin dogrulugunu kontrol eder. Bilginin tasinmasi esnasinda olusan hatalari yakalar ve bunlari duzeltmek icin calisir.
3-Ag
Baglantiyi saglayan ve ulasilmak istenen bilgisayara giden yolu bulan katmandir. Yonlendirme protokolleri bu katmanda calisir.
2-Veri iletim
Bu katman fiziksel katmana ulasim stratejisini belirler. Fiziksel adresleme, ag topolojisi, akis kontrolu vs. bu katmanin gorevlerindendir. Kopru cihazlari bu katmanda calisir.
1- Fiziksel
Bu katman agin elektriksel ve mekanik karakteristiklerini belirler. Modulasyon teknikleri, calisma voltaji, frekansi vs. bu katmanin temel ozelliklerindendir. OSI referans modeli bir ag uygulamasi degildir. OSI sadece her katmanin gorevini tum detaylari ile tanimlar. Bu modeli bir gemi ya da ev projesine benzetebiliriz. Nasil ayni gemi planini alip farkli firmalar gemi yapabilirse OSI modeli de boyledir. Nasil ayni gemi planindan iki farkli firma gemi urettiginde en azindan kullanilan civiler farkli yerlere cakilirsa, OSI modeli de gerceklestiren firmadan firmaya farklilik gosterebilir.
Baglanti Aygitlari
Bilgisayar agi erisiminde genel olarak dort tip baglanti aygiti kullanilir: tekrarlayici (repeater), kopru (bridge), yonlendirici (router) ve gecityolu (gateway). Tekrarlayicilar tamamen protokol bagimsiz olarak fiziksel katmanda calisir ve fiziksel genisleme amacli kullanilirlar. Geleneksel kopruler ayni protokolu kullanan Yerel Aglar arasinda temel veri duzeyinde baglanti saglar. Buna karsilik, geleneksel yonlendiriciler degisik tipteki ag protokollerini idare edebilecek sekilde programlanabilirler ve boylelikle ayni genis ag alani uzerinde farkli tipteki Yerel Aglari ve bilgisayar sistemlerini destekleyebilirler. Gecityollari daha karmasik olup, islem yogunluklu protokol cevrimi yaparak uygulamalar arasinda isletilebilirligi (interoperability) saglarlar.
Tekrarlayici (Repeater)
Tekrarlayicilar Cizim-3�deki sekilden de gorulecegi gibi fiziksel katmanda calisan cihazlardir.
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz3

Cizim-3 Tekrarlayici ve OSI modeli

Tekrarlayicinin temel gorevi bir fiziksel ortamdaki (kablo, fiber-optik, radyo dalgasi vs.) sinyali alip kuvvetlendirip bir diger fiziksel ortama vermektir. Aglarin fiziksel buyukluk sinirlarini daha da genisletmek amaci ile kullanilan bu cihazlar ile kuramsal olarak bir bilgisayar agi sonsuza kadar genisletilebilir. Ancak cesitli bilgisayar aglarindaki tasarim sinirlamalari nedeni ile gercekte bu genisleme belli sinirlar icinde kalmaktadir. Cizim-4 tekrarlyicilarin bir ag uzerinde nasil kullanildiklarini gostermektedir.
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz4

Cizim-4 Bir tekrarlayici uygulamasi

Temelde bir agin genisletilmesi amaci ile kullanilan tekrarlayicilar cok kolay kurulmalari, cok az bakim gerektirmeleri ve fiyatlarinin ucuz olmasi sebepleri ile cok populer cihazlardir.
Kopru (Bridge )
Modern, protokol-seffaf kopruler asagidaki sekilde goruldugu gibi OSI referans modelinin veri iletim (data link) katmaninda calisirlar
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz5

Cizim-5 Kopru ve OSI modeli

Kopru cihazlari temelde bagimsiz iki agin (farkli ag teknolojilerini kullanabilirler- Ethernet ve Token-Ring gibi) birbirine baglantisi icin kullanilirlar. Asagidaki sekilde iki Ethernet ve bir Token-Ring aginin birbirlerine kopruler vasitasi ile yapilan baglantisi gosterilmektedir. Bir kopru bagladigi alt aglar ustundeki tum trafigi yurutur. Her paketi okur, paketin nereden geldigini ve nereye gittigini gormek icin MAC (Media Access Control)-katman kaynagini ve yerlesim (destination) adresini inceler. Bu suzme yetenegi mesajlari yayinlamak ya da yerel veri trafiginin diger ag uzerine gecmesini engellemek icin etkili bir yol saglar. Bazi kopruler adres suzmenin ve protokol tipine bagli suzgecin de otesine gider.
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz6

Cizim-6 Bir Kopru uygulamasi

Bir kopru, DECnet, TCP/IP, XNS gibi farkli iletisim protokollerini kullanarak, protokol uyumlulugunu gozonune almadan aglar arasinda fiziksel baglanti saglayabilse de, bu uygulamalar arasinda isletilebilirligini garanti etmemektedir. Bu, OSI referans modelinin yuksek katmanlarinda isleyen ve farkli islem ortamlari arasinda cevrim yapabilen standalone protokol ceviricilerini gerektirmektedir. Koprulu aglar, protokol cevrimlerinin olmadigi, guvenlik gereksinimlerinin en az oldugu ve gereken tek seyin basit yonlendirme oldugu durumlarda basarilidir.
Yonlendirici (Router)
Yonlendiriciler asagidaki sekilde goruldugu gibi OSI referans modelinin ag (network) katmaninda calisirlar
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz7

Cizim-7 Yonlendirici ve OSI modeli

Bir kopru sadece paketlerin kaynagini ve gittigi yerin adresini kontrol ederken bir yonlendirici cok daha fazlasini yapar. Bir yonlendirici agin tum haritasini tutar ve paketin gittigi yere en iyi yolu belirleyebilmek icin tum yollarin durumunu inceler.
Yonlendirici farkli fiziksel yapida olan ve farkli protokolleri calistiran yerel ya da genis alan aglarinin birbirleri ile olan baglantisinda basari ile kullanilabilir.
Bir yonlendirici, OSI referans modelinin ag katmaninda genel olarak tanimlanan protokollerle, yerel bolge aglarini genis bolge aglarina baglar. Bu ozellikleri sayesinde ornegin yonlendirici TCP/IP kullanarak bir Ethernet aginin X.25 paket agina baglamasini saglar. Eski yonlendiriciler protokol bagimli olduklarindan, kuruluslarin ag isletim ihtiyaclarini karsilamak icin birden fazla yonlendirici gerekebilir. Yeni yonlendiriciler ise, birden fazla ve degisik protokolu ayni anda idare edebilmektedirler.
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz8

Cizim-8 Bir yonlendirici uygulamasi

Yonlendiriciler paketleri iki istasyon arasindaki en iyi yolu gosteren yonlendirme tablosuna gore ilerleterek ag uzerindeki yollari en iyi sekilde kullanirlar. Yonlendiriciler kendi yonlendirme tablolarini olusturduklarindan, ag trafigindeki degisikliklere hemen ayak uydururlar ve boylelikle veri yukunu dengelerler. Ayni zamanda, yonlendiriciler agdaki degisiklikleri tespit ederler ve asiri yuklu ve islemeyen baglantilari onlerler.
Gecityollari (Gateway)
Gecityollari kopru ve yonlendiricilerin yeteneklerinin de otesine gecerler. Asagidaki sekilden de gorulebilecegi gibi OSI referans modelinin ust katmanlarinda islerler.
Bilgisayar Ağları ve Temelleri Ciz9

Cizim-9 Gecityolu ve OSI modeli

Gecityollari sadece farkli noktalardaki aglari baglamakla kalmaz ayni zamanda bir agdan tasinan verinin diger aglarla uyumlu olmasini da garanti ederler. Bu bir server'da, minibilgisayarda ya da ana bilgisayarda bulunan protokol cevirim yazilimiyla yapilir. Internet protokolleri farkli aglar arasindaki veri iletimini, gecityollariyla bagli altaglardan olusmus otonom sistem (Autonomous System, AS) gruplarini birbirine baglaYasak Kelime KullanıldıYasak Kelime KullanıldıYasak Kelime KullanıldıYasak Kelime KullanıldıYasak Kelime Kullanıldı yapar. Yani Internet, her biri merkezi olarak yonetilen ag ya da altaglar serisi olan AS serisinden olusmaktadir. Her AS diger AS'lere baglanti saglayan gecityolu sunar. Gecityollari tum farkli aglari birlikte tutan bir yapistiricidir. Internet protokolleri altaglarin nasil birbirine bagli oldugunu ve baglanti araclarinin nasil calistigini tanimlar.