Ağ Nedir - Ağ Türleri - Bilgisayar Ağları

1. Giriş
Her gün kullanılan bir ağ : Telefon Ağı
• Telefon ağı sayesinde çok kısa mesafelerden dünyanın her yerine iletişim kurmak mümkündür.
• Bilgisayar Ağları da bir anlamda bu teknolojinin gelişimi olarak görülebilir.
Bu dökümanla Bilgisayar Ağlarını, tasarımları ve kullanımları açısından anlamaya çalışacağız.

2. Temel Kavramlar
2.1. Ağ ( Network ) Nedir?

• Ağ, paylaşım amacıyla iki ya da daha fazla cihazın bir araya getirilmesiyle oluşturulan bir yapıdır.
• Yüzlerce iş istasyonu veya kişisel bilgisayardan oluşabileceği gibi, iki bilgisayarın birbirine bağlanmasıyla da elde edilebilir.

2.2. Bir Ağla(networkle) Amaçlananlar
• Kaynak paylaşımı :Donanım, yazılım, veri paylaşımı,
• Yüksek Güvenilirlik :Önemli dosyaların birkaç makinada yedeklenmesi,
• Harcanacak Paradan Tasaruf :PC'lerin her geçen gün daha cazip hale gelen fiat/performans oranı,
• Ölçeklenebilirlik :Daha fazla işlemci eklenerek sistem performansının artması,
• İletişim :Çalışanların kendi aralarında ve dünya ile kurdukları bir iletişim ortamı olması,
• Bilgi :Gazetelerden tartışma gruplarına, e-posta'dan elektronik ticarete, video-konferans, WWW, ftp (dosya transferi), eğlence gibi birçok ortama internet aracılığıyla ulaşılabilmesi ve bilgi toplanmasının sağlanmasıdır.
2.3. Paylaşım
• Temelde her ağ paylaşım içindir.
• Ağlar, cihazların (yazıcı, disk, teyp vs) uygulamaların ve bilginin paylaşımını olanaklı kılar.
• Paylaşım
• Hem kişilerin hem de çalışma grubunun (work group) etkinliğini arttır.
• Yazılım ve donanım maliyetlerini düşürür.
• Ürün geliştirme maliyetini azaltır.
• Dezavantaj olarak performans düşüklüğü olabilir.
Uygulama Programlarının Paylaşımı
• Paylaşılacak programlar server(sunucu) üzerinde olan bir ağ diski üzerinde kurulabilir.
• İlgili dosya paylaşılabilir, okunabilir veya çalıştırılabilir ama silinemez olarak belirlenir ve kullanıma açılır.
• Kullanıcılar sisteme bağlanır(login) ve sonrasında diske erişir, uygulamaları çalıştırabilirler.
• Bu şekilde programların kurulma ve bakım işlemleri kolaylaşır.
• Ağ lisansı ile yazılım maliyeti düşer.
Döküman Paylaşımı
• Aynı dosyaya veya dosyaların farklı bölgelerine farklı kullanıcılar tarafından değişik haklarla iletişim sağlanabilir.
• Bunun için karmaşık - gelişmiş yazılımlar kullanılmalıdır.
• Paylaşılan dokümandaki değişiklik bütün kullanıcılara yansır.
2.4. Ağ Çeşitleri
Ağları dört ana sınıfta toplayabiliriz :
2.4.1. Yerel Ağlar
• Bina veya ofis içi gibi sınırlı alanlar dahilinde kurulurlar.
• Diğer ağ tiplerine göre daha hızlı çalışırlar.
• Bünyelerinde bilgisayarlar, yazıcılar, çiziciler, CD-ROM sürücüler ve diğer çevre arabirimleri yer alır.
• Günümüzde pek çok şirketin günlük işlemleri yerel bilgisayar ağlarıyla yürütülmektedir.
2.4.2. Kampüs Ağları
• Adını birden fazla binayı bir ağ ile birleştiren ilk organizasyonlar olan üniversitelerden alıyor.
• Birbirine yakın olan binalar rasında bilgi ve kaynak paylaşımını sağlarlar.
• Yeraltı ve yerüstü kabloları kullanılarak kurulurlar.
• Değişik birimler arasında (ör:\ tasarım ve üretim) arasında bilgi transferi gereken büyük şirketlerin hemen hepsinde bulunurlar.
2.4.3. Ulusal Ağlar
• Tüm ülkeye yayılmış olan organizasyonların birimleri arasında veri iletişimini sağlarlar.
• Bölgeleri, şehirleri, eyaletleri ve tüm ülkeyi kapsayabilirler.
• Büyükşehir alan ağları (MAN), ya da geniş alan ağları (WAN) adları da kullanılır.
• Bir iletişim alt yapısını gerektirirler. Bu alt yapı da telekomünikasyon şirketleri tarafından ( TT , AT&T vs. ) sağlanır.
2.4.4. Uluslararası Ağlar
• Veri iletişim ihtiyacı ülke sınırlarını aşmaya başladığında devreye girerler.
• İletişim, okyanusları aşan kablolar aracılığıyla sağlanabileceği gibi uydular da kullanılabilir.
• Özel bir takım cihazlar (yönlendirici -çoklayıcı vs) kullanılır.
• Değişik fiyat-performans seçenekleri mevcuttur.
• WAN (Wide Area Networks) genel adıyla anılırlar.2.6.
2.5. Veri Transfer ( İletim ) Hızı
• Bir ağın iletim kapasitesini ölçmek için geliştirilmiş matematiksel bir modeldir.
• Birim olarak "bps" (bit per second - birim zamanda iletilen bit sayısı) kullanılır.
• Yerel ağların iletim hızları geçen yıllara kadar 1-100 Mbps(Megabit per second) arasında değişirken, artık gigabit teknolojiler sayesinde 1000 Mbps ve üstü hızlar kullanılmaya başlanmıştır.
2.6. Ağ Üzerinde Bir Bilgisayar
• Standart PC , Apple veya Power PC, Workstation
• Ağ ile ilgili donanım veya yazılım eklenmiş durumda
• Bilgisayar içindeki ağ arabirim kartı (ör:\\ ethernet kartı)

Bu karta takılan kablolarla gerekli iletişim cihazına bağlantı sağlanılır.

• Gerekli yazılım ve donanımlar kurulduğunda ağ işlemleri kullanıcıya yansımaz.
• Artık ağ üzerindeki kaynaklara ( disk, yazıcı ve veritabanına ) ulaşılabilir.
3. Ağ Topolojileri
3.1. Bus Topolojisi
Tüm bilgisayarlar ve diğer ağ gereçleri tek bir fiziksel ortam üzerinde sıralanırlar.
• En ucuz ağ teknolojilerinden biridir.
• Hatanın yerinin belirlenmesi zor olmaktadır. Hata yerini belirlemek için tüm cihazların tek tek sökülüp takılmaları gerekir.

3.2. Yıldız ( Star ) Topolojisi
Bu topolojide tüm cihazlar tek bir merkezi noktaya bağlanırlar.
• Telefon ağları da bu topolojiyle kurulmuşlardır.
• Cihazlar arasında iletişimi sağlayan cihazlar kullanılan sisteme göre değişir. Bizim sistemimizde "hub" ve "switch" cihazları kullanılmaktadır. Yeni kurulan sistemde "hub" ların yerini "switch" adlı akıllı cihazlar alacaktır.
• Arızalı cihazların tespiti bu yapıda daha kolay olmaktadır. "Hub" veya "switch" denilen kutulardaki yanan ışıklara bakarak hangi makinanın bağlantı sorunu olduğu daha kolay anlaşılabilir.

3.3. Tree Topolojisi
Hiyerarşik bir yapının söz konusu olduğu bir yapıdır.

3.4. Ring Topolojisi
Tüm cihazlar ağı oluşturan ve halka şeklinde dolaşan bir kabloya bağlıdırlar.

4. Kablolama Ve Bağlantılar
4.1. Koaksiyel Kablo
• 1950’lerde AT&T Bell Laboratuarları’nda geliştirilmiştir.
• Elektriksel sinyalleri, dışarıdan gelen etkilere karşı korur.
• Kablo, merkezinde bir iletken ve referans potansiyelini taşıyan bir dış korumadan oluşan silindirik bir yapıdır.
• Mainframe terminal bağlantılarında, kablolu televizyon ve ethernet ağlarında kullanılır.
4.1.1. Koaksiyel Kablo Tipleri

TİP EMPEDANS KULLANIM
RG-8 50 Ohm 10BASE5
RG-56 50 Ohm 10BASE2
RG-75 75 Ohm Kablo TV
4.1.2. Koaksiyel Kablo Konnektorleri
• Koaksiyel kabloyu ağ cihazına bağlamada kullanılırlar.
• En yaygın olarak kullanılanı BNC (Bayone-Neill-Concelman) tipi konnektör olarak bilinir.
• T tipi ve sonlandırıcı tipte BNC konnektörleri de vardır.
• T tipi olanlar 10BASE2 ağlarında her bir cihazı ağa bağlamada kullanılırlar.
• Sonlandırıcılar ise içinde direnç bulunan BNC tip konnektörlerdir.
4.2. Korumasız Çift Bükümlü ( UTP ) Kablo
• UTP, telefon kablolarına benzeyen, kurulması kolay ve düşük maliyetli bir kablodur.
• Bükümlü yapı elektriksel sinyallerin birbirleri üzerindeki etkileri nötrleştirir.
• UTP kablolar ağ cihazlarına, RJ-45 adı verilen ve telefon bağlantılarında kullanılan RJ-11’e çok benzeyen konnektörlerle bağlanırlar.
• UTP, ARCnet, Token Ring ve Ethernet ağlarında kullanılmaktadır.
4.2.1. UTP Kablo Kategorileri
KATEGORİ UYGULAMA ALANI
1 Yanlızca ses veri iletimi yapılmaz.
2 Ses ve 1 Mbps’ ye kadar veri iletimi.
3 Ses ve 10 Mbps’ ye kadar veri iletimi.
4 Ses ve 20 Mbps’ ye kadar veri iletimi.
4.2.2. UTP Konnektörleri
• RJ-45 sadece tek bir yönde takılabilen plastik bir konnektördür.

• Üzerinde sekiz adet kablonun takılabileceği uçlar vardır.
• Konnektör,kablonun ucuna özel birtakım araçlar kullanılarak takılır.
• RJ (Registered Jack) kablonun standartlara uygun olduğunu gösterir.
• En çok kullanılan standart : 10BASET
4.3. Fiber Optik Kablo
• Fiber optik, ağ kablolama teknolojilerinde gelinen en ileri aşamadır.
• Çok büyük miktardaki bilgiyi yüksek hızlarda taşımada kullanılır.
• Tek bir fiber optik kablo üzerinden bilgisayar verilerini, ses, görüntü ve telefon konuşmalarını iletmek mümkün.
• Fiber optik kablolar dışarıdan gelen elektriksel etkilere karşı çok toleranslıdırlar.
• Koaksiyel kabloda olduğu gibi fiber optik kabloda da PVC veya teflon bir dış koruma vardır.
• Bu korumanın hemen altında kabloyu güçlendirmek için “kevlar” tipinde fiber kullanılır.
• Bunun içinde de merkezi koruyan plastik bir kaplama mevcuttur.
• Kablonun merkezindeyse cam ve plastik fiber yapısında silindirik bir madde bulunur.
• Bilgiler bu yapının içinden ışık huzmeleri halinde iletilir.
4.4. Ağ Arabirim Kartları
• Bilgisayarları ve diğer cihazları ağa bağlamada kullanılırlar.
• Her bir arabirim kartının başka bir kartla aynı olmayan fiziksel bir adresi vardır. (48 bit)
Ör:\\ 00-A0-24-A7-43-93
• Çoğu ağ arabirim kartında boot PROM takmaya olanak tanıyan bir soket bulunur. Bu PROM, açılış sırasında işletim sisteminin ağ üzerinden(sunucudan) yüklenmesini sağlar. Bu sayede sabit diski olmayan bilgisayarların da ağa bağlanması mümkün olur. Bu genellikle novell sistemlerinde kullanılan bir methoddur.
Örnek :\ Ethernet Kartları - Kampüste ağ arabirim kartı olarak ethernet kartları kullanılmaktadır :

5. NT Lablarda Kullanılan Network Alt Yapısı
Labarotuarların büyük çoğunluğunda 24 PC (NT Workstation kurulu) ve bir adet NT Server(Sunucu) bulunmaktadır. Bu makinalar UTP kablolarla ilk önce "patch panel" kutularına, oradan da "hub" veya "switch"e bağlanmaktadır.
Fig 5.1 Patch Panel
Patch Paneller kullanılarak etiketleme yapılmakta ve böylece hangi makinelerin "switch" veya "hub"in hangi kısmına(port) bağlantısı olduğu kolaylıkla anlaşılmaktadır
Hub veya switch'deki her bağlantı noktasına "port" denir.
Server'lar 100Mbit'lik portlara bağlıyken, client'lar 10 Mbit'lik portlara bağlıdır. Server'ların daha yüksek hızlarda bağlanması sistemin hızlı olmasını sağlamaktadır.

Fig 5.2 Standart bir labrotuarın iletişim alt yapısı
EK - Networking Nedir?




"Networking" fikri telekomünikasyon kadar eskidir.
Taş devrinde yaşayan insanları düşünelim.
Davullar bireyler arasında iletişim olarak kullanılmaktadır.
Varsayalım Mağara Adamı A, C'yi taş yuvarlama oyunu için çağırmak istemektedir, fakat C, A'nın davul vuruşunu duyamayacak kadar uzakta yaşamaktadır.
Bu durumda A'nın yapabileceği şeyler :
1. C'nin olduğu yere kadar gitmek
2. Daha büyük bir davul almak
3. İkisinin arasında yaşayan B'den mesajı iletmesini istemek
Son şıkka "networking" denir.
Not: Ege Ünv. Alınmıştır.
Bu bölümde bilgisayar ağlarını sıfırdan başlayıp adım adım açıklıyoruz. Sayfaları alttaki sırayı takip ederek okursanız bilgisayar ağlarıyla ilgili sağlam bir alt yapı elde etmiş olursunuz.
Bu bölüm protokoller ve benzeri konularda yeni yazılarla genişlemeye devam edecektir.
Bilgisayar Ağlarının Temel İlkeleri
Bilgisayar dünyasında yeni teknolojileri daha iyi kavramanın yolu çoğu zaman bu teknolojinin, teknolojiyi geliştiren şirketin tarihine bakmaktan geçiyor. Teknolojiyi geliştirmekteki amaç neydi, nasıl bir ürün ortaya kondu, piyasada ne kadar tutuldu ve devamında ne var soruları netlikle cevaplanırsa teknolojiyi satın alırken ve uygularken yanlış kararlar verilmesinin önüne geçilir.
İsterseniz bizde önce bilgisayar ağlarının tarihsel gelişimine bir göz atalım.
Bilgisayar ağları nasıl doğdu
Bilgisayarların gerçek manada kullanılmaya başladığı 60'lı yıllarda, bilgisayar dendiğinde akla gelebilecek tek şey büyük mainframe'lerdi. İsmindeki haşmete rağmen, bu mainframe'ler bugün hepimizin masasında duran kişisel bilgisayarlara göre çok daha yavaş çalışan makinalardı. Sakın aklınıza bugünküne benzer bir bilgisayar getirmeyin, bu cihazlar klavyesi ve monitörü olmayan, dev dosya dolapları gibi aletlerdi.
Yanda Londra Bilim Müzesinde sergilenen bir mainframe'in açıklama kartı var.
İş dünyasında kullanılan ilk bilgisayarlardan birisidir. Sınırlı sayıda üretilen bu makinalardan birisi büyük bir sigorta şirketince kullanıldı ve bu cihaz da 1984 yılında müzeye devredildi.
Günümüz bilgisayarlarından biraz!! farklı.
1950 yılında maden yorgunluğundan bir çok uçağın düşmesi sonucu, bu bilgisayarlardan 40 tanesi çok fazla matematiksel işlem gerektiren stres hesaplamarında kullanıldı, aralarından Sidney Opera binasının da bulunduğu bir çok bina ve köprünün yapımında bu bilgisayarlardan faydalanıldı.
1955 yılında, bilgisayarların üreticisi Ferranti şirketi, bilgisayarlardan birini herkesin (daha çok bilim adamları ve matematikçiler tabii ki) hizmetine sundu. Böylece elle yapılması yıllar sürebilecek hesaplamalar gerektiren bilimsel veya teknik çalışmalar bu firmaya getiriliyor, hesaplamalar bilgisayarda yapıldıktan sonra sonucu kişiye teslim ediliyordu.
Monitör, klavye hak getire...
İlk başlarda klavye ve monitörü olmayan bu cihazlar bir veya daha fazla operatör tarafından programlanıyor ve çalışmaları sağlanıyordu. Bir süre sonra ekran ve klavyeler kullanılmaya başlandı. Bir mainframe'e birden fazla klavye ve monitör bağlanılabiliyor aynı anda birden fazla kişi bu makina üzerinde program yazabiliyordu. Böylece eskiden olduğu gibi bu cihazları kullanmak için bugün git-yarın gel dönemi kapanmıştı. Dikkat ederseniz program yazmaktan bahsettim, öyle hazır programı alıp kullanmak yok, bir programa ihtiyacın varsa oturup yazıyordun.
Ancak bu sistemlere "ağ" diyemeyiz, çünkü bu klavye ve monitörler sadece veri giriş-çıkış aygıtıydılar. Belki aptal terminal terimini duymuşsunuzdur, işte kendi üzerlerinde CPU'su olmayan bu cihazlar Dumb terminal-Aptal terminal olarak adladırılıyordu.
Zaman içinde mainframe'ler geliştiler, hard diskler kullanılmaya başlandı. Kullanıcılar, mainframe üzerindeki veriye erişebiliyorlardı. Ancak ulaşılan veri hala aynı bilgisayar üzerindeydi.
Mainframe'ler arasında veri paylaşımı fikri çok geçmeden ortaya çıktı. Ancak mainframe'ler genellikle birbirinden binlerce kilometre uzaktaydılar. Aynı bina içinde bulunan mainframe'ler ise çoğu zaman farklı üreticilerin cihazlarıydı ki, bu birbirlerinden çok farklı yapıda oldukları anlamına geliyordu.
Gerçek networkler varolmadan çok önce, bilim adamları farklı iki sistemin verilerini nasıl paylaşabileceklerini tasarlamaya başlamışlardı. Bir çok insan pratik manada ilk bilgisayar ağının ARPANET olduğunda birleşir. ARPANET Advanced Research Agency(ARPA) isimli kurum tarafından kuruldu. ARPA 1958 yılında kurulan ve Amerikan devleti için yüksek teknoloji projeleri üreten bir kurumdur . 1972 yılında ismi DARPA(Defence Advanced Research Agency) olarak değişti, 1993'te tekrar ARPA, 1996'da ise tekrar DARPA oldu. DARPA bilgisayar ağları ile ilgili dağınık haldeki yüzlerce projeyi bir araya toplayan ve bir form kazanmasını sağlayan kuruluştur. Bu kurum sayesinde ilk bilgisayar ağı projesi ve sonradan internet'in temelini oluşturacak TCP/IP ve benzeri teknolojiler geliştirildi.
Peki mainframe'lere ne oldu sorusu akla gelebilir. Aslında hiçbirşey olmadı ancak, 80'li yıllarla ortaya atılan "insanların evlerine ve küçük/orta ölçekli iş yerlerine bilgisayar alması fikri" ilk başta bazılarına "çılgınca" geldiyse de, IBM'in Personal Computer (PC) adıyla piyasaya sürdüğü "cihaz" yeni bir çığır açtı. Kısa zamanda çok değişik üreticiler IBM'in bu cihazının aynısı bilgisayarlar ürettiler. Bu bilgisayarları sıradan insanların da kullanabilmesi hatta üzerinde program yazılabilmesi için işletim sistemleri (DOS, Windows vs.) üretildi. Bu bilgisayarlarda kullanılan işlemci, disk, bellek ve diğer tüm bileşenler inanılmaz hızda gelişti ve yaygınlaştı.
Sonuçta PC veya mini-computer olarak anılan bu bilgisayarlar dünya üzerinde milyonlarca-milyarlarca adede ulaştı. Bu arada mainframeler de teknolojideki bu gelişmelerden nasiplerini aldılar ve ilk başta üretildikleri amaca hizmet etmeye devam ettiler ve hala ediyorlar. Belli bir kapasitenin üzerinde veri işleme ihtiyacı duyan firmalar hala veritabanlarını IBM'in As400 makinalarında veya benzeri mainframe sistemleri üzerinde tutuyorlar. Bunun yanında üniversitelerde ve araştırma kurumlarında kullanılan "süper bilgisayarları" da unutmamak gerekir.
PC'lerin çok yaygınlaşması sonucu, mainframe alamayacak/ihtiyaç duymayacak firmalara ağ imkanlarını sağlamak amacıyla mini-computer/PC ağ işletim sistemleri üretildi. Novell'in Netware işletim sistemi, Microsoft'un NT'si ve devamı olan Windows 2000 buna örnek verilebilir. PC'lerin CPU gücünün tavana vurması ve Windows 2000 gibi güçlü işletim sistemleri günün birinde belki mainframe'lerin sonu olabilir, tabii olmayabilir de :)
Bilgisayar ağlarının amacı nedir
Bilgisayar ağlarını anlamanın ilk adımı en basit bir ağın bile çok kompleks bir yapıya sahip oduğunun kavranmasıdır. Bilgisayar ağlarının amacı genellikle söylendiği gibi veri paylaşımı değildir. Ancak paylaşım bilgisayar ağları için anahtar kelimedir.
Binlerce terminali olan bir mainframe düşünün, evet tüm bu terminaller mainframe'e ve üzerindeki dataya erişiyorlar, ancak veri hala tek bir bilgisayarın üstünde tutuluyor. Dolayısı ile buna ağ diyemeyiz.
Çünkü bir bilgisayar ağı en az iki bilgisayardan oluşur.
Neyi paylaşacağız
Günümüzdeki normal bir ofis kullanıcısı için cevap hazır, "dosyaları ve yazıcıları, hımm..., bir de internete bağlanıyoruz biz ofiste...".
Oysa 60'lı yıllarda bilgisayar ağlarının tasarımı yapanlarlar için bu o kadar da açık değildi. Elbette veri paylaşımını istiyorlardı ama zaman içinde geliştirilecek yeni teknolojilere de uyum sağlayabilecek bir yapı kurmaları gerektiğini biliyorlardı. O zamanlar kimse WWW'i hayal bile edemezdi, ancak yarattıkları ağ teknolojisi, bugün bizim WWW'yi kullanmamızı sağlıyor.
Bilgisayar ağları, bilgisayarların kaynaklarını(resources) paylaşmalarını sağlar.
Bir kaynak bir cihazın diğerleriyle paylaşmak isteyebileceği herhangi bir şeydir. Kaynaklar'a örnek olarak hemen dosyalar, dizinler ve yazıcılar verilebilir. Ancak örneğin e-mail mesajların iletilmesine yarayan bir kaynaktır. İnternet paylaşımında bir bilgisayarın internet bağlantısını paylaşıyoruz değil mi?
Sonuç olarak bilgisayar ağlarının amacı paylaşımdır. Ancak paylaşım sadece dosya ve yazıcılarla sınırlı değildir.
Sunucu - istemci (Server - client)
Paylaşım konusunu biraz açıkladıktan sonra, peki kim paylaşıyor, kim bu paylaşımı kullanıyor sorusu akla gelebilir. En azından benim aklıma geldi, neyse, üzerindeki herhangi bir kaynağı paylaşan bilgisayara sunucu(server), bu kaynağa erişen cihaza da istemci(client) adı veriliyor.
Bir dakika, sunucu dediğin şey şu kapalı kapılar arkasında duran, milyon megabayt diski, zilyon megabayt belleği olan bilgisayarlar değil mi? Evet, bu tip bilgisayarlar sunucu olarak anılıyor ve muhtemelende öyleler. Ancak bir bilgisayarı sunucu yapan şey, üzerindeki donanım miktarı, hatta özel bir donanım olup olmaması değil, üzerindeki bir kaynağı paylaştırmasıdır. Doğal olarak üzerindeki kaynağı paylaştıran ve bir çok kullanıcının hizmetine sunan bir bilgisayar, talebi karşılamak için daha "güçlü" olmalıdır. Ancak akılda tutulması gereken şey şudur; sunucu'yu sunucu yapan üzerindeki donanım değil, kaynaklarını paylaştırmasını sağlayan yazılımdır (çoğunlukla işletim sistemi veya işletim sistemi içindeki bir yazılım modülü).
Eğer bir sunucu yazılımı çalıştıran bilgisayar, sunucu oluyorsa bir ağ üzerinde birden fazla sunucu olabilir mi? Evet. Peki bir bilgisayar üzerinde birden fazla sunucu yazılımı çalıştırabilir mi? Evet, evet, evet...
Örneğin Windows 2000 veya Linux yüklü bir bilgisayar çok rahat 5-10 farklı sunucu programını çalıştırabilir. Dosya sunucusu, e-mail, web, yazıcı...
Bir bilgisayar hem sunucu hem de istemci olabilir. Novell Netware hariç tüm işletim sistemleri (Windows, Unix/Linux ve Machintosh işletim sistemleri) bilgisayarın hem sunucu hem de istemci olarak çalışmasını sağlayabilir. Çoğu ofis ortamında bilgisayarlar hem sunucu hem de istemci olarak çalışırlar. Üzerindeki yazıcıyı paylaştırmış PC2 bilgisayarı, PC1 üzerindeki dosyalara erişirken, PC1'de PC2'nin yazıcısını kullanıyorsa, bu iki bilgisayarda hem sunucu hem de istemci olarak görev yapıyor demektir. Oysa PC3 sadece bu iki bilgisayarın paylaştırdığı kaynaklara erişiyor, kendi üzerinde paylaşılmış bir kaynak yoksa, sadece istemci durumda demektir.
Kaynaklar kolayca kullanılabilir olmalı
Sunucu paylaştırıyor, istemci de kullanıyor. Ancak istemci bilgisayar(ve onu kullanan vatandaş) paylaşılan kaynağı gerçekte nasıl kullanacaklar. Yani bu karmaşık yapı nasıl son kullanıcı için problemsizce hizmet edecek?
Çözüm: paylaşılan kaynak, istemci üzerinde sanki istemci bilgisayara ait yerel bir cihaz gibi görülmeli, böylece istemci üzerinde çalışan programların her biri(yazı editörü, dosya yönetisici-Word, Windows Explorer...) ağmış, sunucuymuş vs. uğraşmadan, sanki o bilgisayarın kendi kaynağına erişiyor gibi bu cihazı kullanabilmelidir.
Tabii ki, bu paylaşılan kaynak istemci üzerinde ufak bir farkla gözükmeli ki normal aygıtlardan ayrılabilsin. Mesela azıcık farklı bir
Sonuç olarak...
Bilgisayar ağlarının amacı paylaşımdır. Bilgisayar ağı en az iki cihazdan oluşur. Kaynaklarını paylaşan cihaz sunucu, paylaşılan kaynağı kullanan cihaz ise istemci olarak adlandırılır.
Bir bilgisayarda aynı anda bir çok sunucu yazılımı çalışabilir. Bir bilgisayar hem sunucu hem de istemci olabilir.
Bilgisayar Ağları Nasıl Çalışır
________________________________________
İsterseniz günümüzde hemen hemen her ofiste görebileceğiniz bir bilgisayar ağını ele alarak, bilgisayar ağlarının temel çalışma prensiplerini inceleyelim.
Firmanın ismi Ak Tic. olsun. Ofiste Windows 2000 yüklü bilgisayarlar var. Windows 2000 ağ özelliklerini sağlayan bir işletim sistemi, bu da onu OS(Operating System-İşletim Sistemi) olmanın yanısıra bir de NOS(Network Operating System-Ağ İşletim Sistemi) yapıyor. Ak Tic.'in bilgisayar ağı en popüler kablolama şekli olan Unshielded Twisted Pair(UTP) kullanıyor.
Ancak bu bölümde anlatılacaklar ne işletim sistemiyle ne de kablo tipiyle alakalı değil. Dünyada farklı ağ işletim sistemleri ve kablolamalar mevcut. Bu yazıda sadece bir bilgisayar ağını meydana getiren değişik yazılım ve donanım bileşenleri ve herbirinin işlevleri üzerinde genel bir görüş edinmenizi sağlamak istiyorum. Bu nedenle değişik ağlar değişik kablo tipleri veya işletim sistemleri kullansalar da, burada anlatılacaklar prensip olarak tüm ağ sistemlerini kapsayacaktır.

Yanda Selin Hn. ve Ayşe Hn.'ı görüyorsunuz. Tahmin edebileceğiniz gibi onlar AK Tic. çalışanları. Ayşe ve Selin'in işleri gereği sık sık birbirlerinin bilgisayarındaki dosyaları kullanmaları gerekiyor. Örneğin Ayşe Excel'de aylık satış raporunu henüz bitirdi ve Selin'in de kontrol etmesini istiyor.
Ayşe'nin yapabileceği ilk şey, klasik yöntemi kullanmak: Dosyayı diskete kopyala, ayağa kalk, disketi Selin'e ver. Ancak bilgisayar ağı Selin'in yerinden kalkmadan Ayşe'nin bilgisayarına erişmesini ve bu dosyayı kendi bilgisayarına kopyalamasını sağlıyor. Şimdi nasıl oluyor bu işler ona bakalım...
Kablo
Ağ ilk başta bilgisayarlar arasında fiziksel bir bağlantıya ihtiyaç duyar. Böylece veri bitleri bilgisayarlar arasında aktarılabilir. Günümüzde bir çok ağ altta gördüğünüze benzer unshielded twisted pair-kaplamasız dolanmış çift (UTP) kabloyu kullanıyor. Bu tip kablo 4 veya 8 telden oluşuyor ve bu teller birbirine dolanmış çiftler halinde. Unutmayın farklı kablo tipleri, hatta kablosuz teknolojiler de kullanılabilir, burada amacımız, ağ'ın çalışabilmesi için veriyi aktaracak bir ortama ihtiyacı olduğunu kavramanız.
Hub
Bir diğer ağ bileşeni ise hub. Ağa bağlı her bilgisayardan hub'a bir kablo gidiyor. Hub bir uçtan gelen bilgiyi, gitmesi gereken uca yollamıyor, ancak tüm uçlara birden yolluyor(bu önemli bir bilgi, ilerde çok karşımıza çıkacak). Bu durumda her bilgisayar hub'dan gelen verinin kendine ait olup olmadığını tespit etmek zorunda.
Yanda bir hub görüyorsunuz. İki sarı ve bir gri kablo bilgisayarlardan geliyor. Renklerin hiçbir önemi yok. Kablolar değişik renklerde olabilir. En sağdaki siyah kablo dikkatinizi çektiyse, çekmediyse de ben çektim işte şimdi, bu kablo da hub'ın çalışmasını sağlayan elektik bağlantısı, yani adaptörden geliyor.
Hub'lar aktif cihazlardır, yani çalışmak için elektriğe ihtiyaç duyarlar.
Tekrar belirtiyorum, biz burada hub kullanan bir ağ sistemini örnek aldık, farklı ağ sistemleri de mevcut. Ancak birazdan okuyacaklarınız hepsi için geçerli.
Ağ kartı
Ağın çalışmasını sağlayan diğer bir bileşen ise Network Interface Card(NIC) - Ağ Kartı'dır. Sık sık ethernet kartı deriz, aslında ağ kartı demek daha doğru. Bu bir "generic name" haline gelmiş. Nasıl margarin yerine "sana yağ" diyorsak, ağ kartları içinde "ethernet" türü tartışmasız en yaygın tür olduğu için, ağ kartı ethernet kartına dönüşmüş. Ancak başka ağ teknolojilerinde çalışmak üzere üretilmiş ağ kartları da mevcut. Sonuç olarak ağ kartı genel bir tanım, ethernet ise bir alt tür, ama en yaygın olanı. Ağ kartları çok değişik tipte olabilirler ama Ak Tic.'in kullandıkları ve sizinde kullanacaklarınız mutemelen aşağıdakine benzeyecektir.
Peki ağ kartının görevi ne? Bilgisayarlar verileri ikilik sayı sisteminde yani 1 ve 0'lar olarak işler ve saklarlar. Ağ kartları da sayısal(dijital) veriyi elektrik, ışık veya radyo sinyalleri olarak diğer sistemlere iletme görevini yerine getirir. Elektrik sinyallerini kullanan ağ kartları en yaygın tip olduğu için isterseniz onlarla devam edelim.
Bilgisayarın devre kartları üzerinde saniyede milyonlarca küçük elektrik akımı oluşur. Örneğin sabit diskten okuma yapılırken, sabit disk'ten çıkan elektrik sinyalleri disk kablosundan ana karta girer. Oradan da CPU ve bellek modüllerine ulaşır.
Sinyaller bilgisayarın kasası içindeki devreler üzerinde nispeten problemsizce seyahat eder. Ancak bu sinyaller bilgisayarın dışına çıktıklarında ister istemez daha uzun mesafelerde yol almak zorundadır. Bu aslında oldukça zor bir iştir. Çünkü yüksek frekanstaki zayıf elektrik sinyallari dış etkenlere karşı çok hassastır. Ağ kartları işte bu verinin iletiminde oldukça iyi bir iş çıkarırlar ve sinyallerin bilgisayarın veri yollarından ağ kablosuna aktarılması(veri gönderirken) ve kablodan tekrar bilgisayarın veri yoluna aktarılması(veri alırken) işini görürler. Dolayısı ile ağ kartının ilk göze çarpan görevi bilgisayarın veri yollarındaki veriyi dış dünyaya aktarmaktır.
Ancak ağ kartlarının görevi bununla bitmez. Ağ kartları bilgisayarın ağ üzerindeki kimliğini de temsil ederler. Kimlikten ne mi kastediyorum, şu örneği düşünelim isterseniz. İki bilgisayarı üzerlerindeki seri veya paralel port'lardan bağladığımızı düşünelim. İki bilgisayarı haberleştirmenin en basit yolu budur. Böyle bir bağlantıda sadece iki bilgisayar söz konusudur. Bir bilgisayarın veri gönderim portu diğerinin alım portuna bağlıdır. Diğerinin gönderimi de ötekinin alım portuna. Ve en basit yöntemlerle bir taraf gönderilecek veriyi gönderim portuna koyar, karşı tarafta alım portundan bunu okur.
Ancak ikiden fazla bilgisayarın bağlı olduğu bir sistemde ister istemez şu soru akla gelir, bir taraf veriyi istediği bilgisayara nasıl ulaştıracak?
Değişik ağ sistemleri (ethernet, token-ring) bu soruya değişik cevap vermiştir. Örneğin Token-Ring ağlarında aradaki fiziksel bağlantı star olsa da, yani tüm makinalardan çıkan birer kablo ortadaki bir hub'a girse de, sistem çalışırken ağ üzerinde Token/Jeton adı verilen bir sinyal dolaşır. Bu sinyal sırayla tüm terminalleri dolaşır. İşte "Ring" buradan gelmektedir. Bir terminal veri göndermek istediğinde boş token sinyalinin kendine gelmesini bekler. Token gelince yollayacağı veriyi token mesajına iliştirir. Mesaj üzerinde alıcı ve gönderen makinanın ağ kartı adresi de bulunmaktadır. Dolu token sırayla terminalleri dolaşmaya devam eder. Her makina gelen dolu token'e bakar ancak sadece "alıcı" adresi kendi adresi ise veriyi alır ve geriye onay mesajını yollar. Token onay mesajını gönderen makinaya ulaştırdığında artık veri gönderilmiştir. Token boşalmıştır ve ring yapmaya devam eder. Tabii bu işlem saniyede milyonlarca kez gerçekleşir. Bu sistemde diğer makinaların nasıl kendi sıralarını beklediklerine dikkat ediniz.
Ethernet ise farklı bir çözüm sunar. Ethernet ağında ağ kartı veri göndermeden önce kabloyu kontrol eder, kimse kullanmıyorsa, alıcı ve gönderen makinanın ağ kartı adresinin yazılı olduğu veriyi kabloya salar. Bu veri tüm terminaller tarafından alınır. Ancak sadece "alıcı" adresi kendi adresi olan makina bu veriyi işler diğerleri göz ardı eder.
Token-Ring ve Ethernetin kabloyu kullanma sırası ve verinin aktarım yönteminde farklılaştığını gördük. Ancak her iki sistemde de ağ kartlarının, ağ üzerinde eşi benzeri olmayan, bir adrese sahip olduklarına dikkat ediniz. Sistemler birbirini işte bu benzersiz kimlik ile birbirinden ayırıyorlar. Ve bu adrese MAC adresi diyoruz.
Yukarıda Token-Ring ile ilgili bilgi konunun tam anlaşılması için verilmiştir. Bu sayfanın devamında ve diğer tüm sayfalarda anlatılanlar, özellikle farklı bir şey belirtilmediyse, ethernet için geçerlidir.
MAC adresi
Her ağ kartı içinde üretilirken kaydedilmiş ve dündaya bir eşi olmayan bir numara mevcuttur. Media access control address (MAC) olarak adlandırılan bu adres 48 bit'tir.
Ağ kartları bir diğer ağ kartına veri yollarken alıcıyı diğerlerinden ayırmak için bu MAC adresini kullanır.
Ağ kartı üreten firmalar, önce IEEE (Institue of Electrical and Electronics Engineers) isimli kuruma başvurur ve 24 bit'lik bir üretici kodu(her üreticiye farklı kod veriliyor) alırlar. Sonra ürettikleri her karta ilk 24 biti üretici kodu, son 24 biti ise her kartta farklı olacak şekilde MAC adresini koyarlar.
Bir ağ kartı MAC adresi şu şekilde olabilir:
MAC Adresi
110011110110111011101111 011101111011011101110001
Üretici kodu Kart seri numarası
Tabii bu şekilde ikili sistemdeki sayıların okunması insanlar için zor olduğundan MAC adresleri onaltılı sayı sistemine çevrilerek ifade edilir. Tipik bir MAC adresi 00-50-05-1A-00-AF şeklindedir. Hexadecimal(yani 16'lı sayı sisteminde) olan bu adreste her bir rakam (mesela B) 4 bite karşılık gelir.
Böylece 12x4=48'dir. Buna göre ilk 6 rakam yani 00-50-05 üretici kodu, son 6 rakam ise bu kartın seri numarasıdır. MAC adresi bütün olarak değerlendirildiğinde dünyada üretilen her ağ kartı farklı bir MAC adresine sahip demektir.
Ağ kartları istekte bulunan her yazılıma MAC adreslerini bildirirler. Eğer Win9x kullanıyorsanız Winipcfg programı ile ağ kartınızın MAC adresini görebilirsiniz.
Adapter Address MAC adresini gösteriyor.
MAC adresi ağ kartını satın aldığınıza zaten kartın üstündeki bir elektronik çipe kodlanmış haldedir. Bu adres normalde değiştirilemez(ancak son dönemde bu işi yapan programlar ortaya çıktı). Ancak MAC adresini değiştirmeniz, hatta ne olduğunu bilmeniz bile çoğu zaman gereksizdir.
Veri paketleri(Frame)
Ağ kartları veriyi kablo üzerinde sinyaller halinde iletiyor dedik, peki sinyaller dolayısıyla veri, karşı tarafa nasıl ulaşıyor?
Karşıya yollanacak veri, örneğin ağ üzerinden karşı makinaya kopyalanan bir World dosyası, tek parça halinde gönderilmez. Sabit boyutta küçük parçalara bölünür ve bu parçaralara da bazı ek bilgiler eklenerek gönderilir. Bu veri blokları da veri paketi(frame veya ethernet frame) olarak adlandırılır.
Veriler ağ üzerinden sabit yapıda paketler(frame) halinde iletilirler dedik, aslında bu paket aktarılacak veriyi ve diğer gerekli bilgileri içeren bir sinyal bloğudur. Ağ kartı bu veri paketlerini oluşturur, yollar ve gelen paketleri alıp işler.
İsterseniz ağ kartını aşağıdaki gibi bir karikatürle temsil edelim. Veri paketleri burada hazırlanıp yollanıyor ve gelen paketler işleniyor. Ağ kartı içinde bu işleri yapan bir elemanımız da olsun(ismi Ethem-doğal olarak.... :) ).
İşte MAC adresi bu paketler oluşturulurken önem kazanır. Altta diğer yazılı kaynaklarda karşınıza çıkabilecek klasik bir paket tasviri görüyorsunuz. Her bir bölüm bir ve sıfırlardan oluşuyor ve paketin(frame'in) bir parçası.
Frame'in tamamı aslında bir ve sıfırlardan, yani elektrik sinyallerinden oluşuyor. Bu sinyaller dizesinin ilk bölümü frame'i alması gereken bilgisayarın MAC adresi, sonraki bölüm ise gönderen ağ kartının kendi MAC adresidir. Daha sonra gönderilmeye çalışılan esas veri bölümü geliyor. En sonda da CRC(Cyclic Redundancy Check) kodu bulunuyor.
Peki CRC de ne oluyor derseniz, CRC alıcının paketin yolda bozulup bozulmadığını anlaması için kullandığı bir kod. Sistem kabaca şöyle çalışıyor; yollanacak veri yollanmadan önce gönderen ağ kartı tarafından matematiksel bir işlemden geçiriliyor. İşlemin sonucu CRC kodu olarak veri ile beraber yollanıyor. Alıcı, aldığı veriyi aynı matematiksel işlemden geçiriyor, elde ettiği sonuç CRC ile aynı ise, paket yolda bir tek bit'i bile değişmeden alıcıya ulaşmış demektir.
Veri ağ kablosu üzerinden giderken çevredeki elektromanyetik alanlardan (motorlar, lambalar, mıknatıslar, elektrik kabloları vs.) etkilenip, yola 1 olarak çıkan bazı bitler 0, 0 olarak çıkan bazı bit'lerde 1 olarak karşı tarafa ulaşabilir. Sonuçta bir bit'in bile yolda bozulması sizin "mekiğin iniş hızı=250 km/s" olarak yolladğınız verinin karşı tarafta "canım yoğurtlu ıspanak çekti" şeklinde anlaşılmasına neden olabilir.
Eğer bir veri paketi bozuk olarak gelmişse, alıcı aynı paketin tekrar yollanmasını isteyecektir. Ancak bu işlem ağ kartında değil, daha üst bir yazılım katmanında gerçekleşir(protokoller ile ilgili ilerleyen sayfalarda buna değineceğiz).
Peki yolladığımız veri nasıl bir şey? Doğrusu bu ne bizi ne de ağ kartını hiç ilgilendirmiyor. Yollanan veri bir word dökümanının karşıda yazdırılacak yazıcı çıktısı olabileceği gibi, Britney Spears'ın fotografı da olabilir. Ağ kartı bununla ilgilenmez, ağ kartı, işletim sisteminde çalışan kendine ait sürücüsünün(driver) kendisine ilettiği veriyi gitmesi gereken sisteme yolar. Veri'nin ne olduğu veya karşı tarafa ulaşınca ne yapılacağı, diğer programların işidir.

Her bir veri paketi belli boyutta veriyi aktarabilir. Değişik ağ sistemlerinin kullandığı paket yapıları farklı olabilir. Ancak ortalama olarak her bir paket 1500 Byte veri taşır. O zaman hemen şu soru akla gelebilir: Peki yollanan veri (dosya, yazıcı çıktısı, e-mail her neyse...) 1500 Byte'tan büyükse ne olur? Bu durumda yollayıcı sistemin yazılımı yollanacak veriyi paket boyutunda parçalara böler. Alıcı taraftaki yazılım ise bu paketleri birleştirerek yollanan veriyi bütün olarak elde eder. Bu parçalama ve birleştirme işi ağ kartına ait değildir. Gönderilecek veri ağ kartına üst yazılımlar tarafından parçalanmış olarak gelir. Ağ kartına gelen paket boyutundaki veri blokları birleştirirken kullanılacak sıralama bilgisini de içerdiğinden, alıcı taraftaki yazılım kendi ağ kartından gelen paketleri birleştirebilir.
Değişik ağların kullandığı çeşitli frame tipleri vardır. Ağ üzerindeki tüm ağ kartları aynı frame tipini kullanacak şekilde ayarlı değillerse birbirleriyle haberleşemezler. Bununla beraber tüm modern ağ kartları artık ağda kullanılan frame tipini otomatik seçebilmektedirler.
Ağ üzerine yollanan her paket tüm bilgisayarlara ulaşır. Her bir ağ kartı kendisine gelen bu paketi kontrol eder. Alıcı MAC adresi eğer kendisinin MAC adresi ise "demek ki bu paket bana gelmiş" der ve işleme koyar. Ancak tersi söz konusu ise, bu paketi siler. Bu nokta çok önemli olduğu için tekrar etmek istiyorum(bu ilerde çok karşımıza çıkacak çünkü) ağ üzerinden yollanan (aslında ağ üzerine bırakılan demek daha doğru) her paket(frame) tüm bilgisayarların ağ kartına ulaşır ama sadece gerçek alıcısı tarafından işlenir, diğerleri ise bu paketi kontrol edip kendilerine gelmediğini anlayınca göz ardı ederler. Bu da demek oluyor ki ethernet ağlarında aynı anda sadece bir makina veri gönderebilir. İleride bunu daha derin inceleyeceğiz.
Adım adım verinin aktarımı
Temel kavramları öğrendikten sonra isterseniz basit bir ağ iletişimi nasıl oluyor onu inceleyelim. Bir bilgisayar diğerine ulaşmak istediğinde elbette önce karşı tarafın kim olduğunu bilmesi gerekir. Biz bilgisayar kullanıcıları olarak karşı bilgisayarın ya ismini, ya da (eğer TCP/IP kullanılıyorsa) IP adresini biliyoruz demektir. Veya ağ komşularım'a girdiğimiz anda, "ağ üzerindeki tüm bilgisayarları bana göster" komutunu vererek "ağ komşularımızı" görürüz.
Kullanıcı isterse belli bir IP adresiyle, isterse de bilgisayar ismi ile iletişime geçmek istesin, ağ kartları sadece MAC adresleriyle haberleşebilirler.
Siz 192.168.0.56 IP'li bilgisayara bir dosya kopyalamak istediğinizde ne olur? Ağ kartı eğer daha önceden bu IP'ye sahip bilgisayar ile iletişim kurmuşsa zaten MAC de adresini biliyor demektir ve bunu kullanır. Bilmiyorsa (örneğin bilgisayarınız ilk açıldığı anda) ağa bir Broadcast(Genel yayın) mesajı yollar. Broadcast mesajı şu şekildedir "Eğer IP adresin 192.168.0.56 ise bana MAC adresini bildir.". Bu mesaj ağdaki tüm sistemlere ulaşır. Her bir sistem Broadcast mesajını alır ve inceler, eğer kendi IP adresi sorulan IP ise, MAC adresini Broadcast'i yollayan ağ kartına bildirir.
Artık veri aktarımına geçilebilir.
1. Ağ kartı yollanacak veriyi işletim sisteminden alır. Karşıya yollanacak paketi oluşturur. CRC kodunu oluşturur. CRC kodunu ve veriyi pakete koyar. Kendi MAC adresi ve alıcının MAC adresini pakete ekler. Paket yola çıkmaya hazırdır.
2. Kabloda o anda başka bir veri aktarımı olup olmadığını kontrol eder, kablo boşsa paketi hub'a yollar.
3. Hub bu paketin kopyalarını oluşturur ve her bir portuna bağlı bilgisayarlara(yani ağ kartlarına) yollar.
4. Tüm ağ kartları paketi alır ve "alıcı MAC adresi" kendi MAC adresleri mi diye kontrol eder. Eğer paket kendisine gelmişse paketi işler, aksi halde paketi siler.
Veri ve CRC pakete ekleniyor. Pakete gönderen ve alıcı MAC adresleri yazılıyor. Ağ'ı kullanan başka birisi var mı diye kontrol edildikten sonra paket yollanıyor.lıcı ağ kartı MAC gelen paketin MAC adresini kontrol ediyor, kendisine gelmişse işliyor, değilse siliyor
Alıcı ağ kartı paketin kendisine geldiğini anlayınca önce CRC kodunu kullanarak veri yolda bozulmuş mu kontrol eder. Eğer problem yoksa, frame/paket bilgisini (MAC adresleri, CRC vs.) temizleyerek, saf veriyi işletim sistemine iletir.
Protokol
Aynı hub'a bağlı, aynı frame/paket tipini kullanan bilgisayarlar arasında veri aktarımını gördük. Peki Selin Hn. (tamam söylüyorum zayıf olanı) internete bağlanmak istediğinde ne olacak? İnternete telefon hattını kullanarak bağlanacak, oysa ne modem ne de telefon sistemi MAC adresi kullanmaz.
Demek oluyor ki; MAC adresinin ötesinde her sisteme farklı bir kimlik sağlayan, her tip ağ kartı, frame yapısı ve donanım ile çalışabilecek bir yazılıma/tanımlamaya veya kimlik bilgisine ihtiyacımız var.
Bu özel yazılıma ağ protokolü diyoruz. Ağ protokolü her sisteme tekil bir kimlik sağlamanın ötesinde, işlerin nasıl yürütüleceğini belirleyen bir kurallar dizesini de içerir. Bundan önce eğer yollanacak veri ağ paketinin boyutundan büyükse, işletim sisteminin veriyi parçalara ayrılmış halde ağ kartına yolladığını, ağ kartının verinin içeriği ve bütünlüğüyle hiç ilgilenmeden ne geliyorsa yolladığını söylemiştik. İşte verinin paketlere bölünmesi ve alıcı tarafa da birleştirilmesi gibi bir çok iş de ağ protokolünün görevidir.
Değişik ağ sistemlerinin kullandığı değişik protokol tipleri vardır. Ancak ağ üzerindeki bilgisayarlarda aynı tip protokolün yüklü olması gerektiği sanırım gayet açık. Bu protokoller içinde öne çıkan ve en yaygın kullanıma sahip olanı şüphesiz TCP/IP(Transmit Control Protocol/Internet Protocol)'dir. TCP/IP için "protokol" kelimesi yerine "bir protokoller grubudur" demek daha doğrudur. TCP/IP'nin IP bölümü şu an bizim ilgilendiğimiz ağ protolü görevini gören kısmıdır. TCP'ye sonra bakacağız.
IP'nin görevi basitçe veri paketinin gitmesi gereken sisteme ulaşmasını sağlamaktır(ee MAC'de aynı işe yaramıyor mu?.... dur hele anlatıyo işte.) . IP bunu ağa dahil her sisteme tekil bir adres vererek yapar. İşte bir IP adresi: 192.168.0.1
IP adresleri 0-255 arası değerler alabilecek 4 bölümden oluşur. Bölümler arasında nokta işareti bulunur. Aslında bu dört bölümün her biri 8 bitlik bir sayıdır. Bilgisayarların ikili sayı sistemi ile, yani 1 ve 0'lar ile çalıştığını tekrar hatırlayın.
Ağ üzerinde her cihaz farklı bir IP adresine sahip olmak zorundadır. IP sistemi ile, donanım ve frame tipi ne olursa olsun sistemler arasında veri aktarımı yapılabilir. Bu durumda karşımıza gönderen ve alıcının IP adreslerini içeren ikinci bir frame/paket çıkıyor. Yani paket içinde paket olayı...
Burada bir kavram kargaşasının önüne geçmek adına bir not düşmemiz gerekiyor. Şu ana kadar gördüğümüz veri paketi kavramının İngilizcesi "frame" dir. Biz bu yabancı kelime yerine "paket" kelimesini kullandık. Sık sık da bu ikisini "paket/frame" diye yanyana yazarak belirttik.
Şimdi karşımıza IP paketi kavramı çıktı. Bunun da İngilizcesi "IP Packet". Şimdi elimizde iki paket var, paketler elimizde patlamadan, isterseniz biz bunlardan birine "ağ paketi" diğerine "IP paketi" diyelim, olay kapansın...
Paket paket içinde...
Ağ protokolü daha üst katmanlardan gelen veriyi ağ kartına yollamadan önce veriyi kendi paketinin içine yerleştirir ve ağ kartına yollar. Ağ kartı açısından ağ protokolünden gelen bu IP paketi sıradan bir veriden farksızdır(hatırlayın: ağ kartları verinin içeriği ile ilgilenmezler). Ağ kartıda veriyi önceden anlatıldığı gibi kendi paketi içine yerleştirip yollar.
Aşağıda çok basit indirgenmiş bir IP paketi görüyorsunuz.

VERİ TİPİ PAKET SAYISI ALICININ IP ADRESİ GÖNDERENİN IP ADRESİ VERİ
İsterseniz IP paketini bir zarf ile temsil edelim, ağ kartının paketi eskisi gibi kalsın..
Ağ üzerinde her sistemin MAC ve IP adresi:
Şöyle bir soru akla gelebilir: paket içinde paket olayına veya IP adreslerine ne gerek var, bilgisayarları birbirinden ayırmak için MAC adresi yok mu zaten? Var olmasına var ama bakın neler oluyor...
Hatırlarsanız Selin Hn. internete bağlanacaktı, bunu yapabilmek için AK Tic.'in bilgisayar ağını internete bağlamamız gerekiyor. Bu bağlantıyı sağlayacak cihazın adı Router(Yönlendirici)'dır.
Yönlendiriciler faklı "ağ paketi yapısı" kullanan iki ağı birbirine bağlamaya yararlar. Tipik bir yönlendiricinin iki bağlantı noktası bulunur. Bu bağlantılardan birisi yerel ağa yapılacak bağlantıdır. Bu bağlantı noktası aslında yönlendirici içine yerleştirilmiş bildiğimiz bir ağ kartıdır. Diğer bağlantı noktası ise yönlendiriciyi telefon hattına bağlamaya yarar. Yani bu bağlantı noktası da aslında yönlendirici içine gömülü bir modem'dir.
Yönlendiriciler ile ilgili bu noktada söylenmesi gereken 2 şey var:
1. Bazı yönlendiriciler, yukarıda bahsedildiği gibi gömülü modem içermezler, ama modem'e bağlanırlar.
2. Yönlendirici ayrı bir cihaz olmak zorunda değildir. İki ağ kartı veya bir ağ kartı ve bir modem'i olan her bilgisayar yönlendirici olarak görev yapabilir.
Yönlendiriciler faklı "ağ paketi yapısı" kullanan iki ağı birbirine bağlamaya yararlar demiştik. Şimdi Selin Hn.'ın yerel ağı ethernet sistemini kullanıyor. Oysa Selin Hn.'ın bilgisayarından çıkan veri paketi bu yerel ağın ötesine geçip, telefon hatlarından internete ulaşmak zorunda. Oysa telefon hatları ve ötesindeki internet yapısında MAC adresi veya ethernetin frame yapısı geçerli değil. İşte bu noktada IP adresi devreye giriyor.
Yönlendirici "ağ paketi" içinde bir "IP paketi" aldığında, "ağ paketini" kırpar(MAC adresleri CRC vs.). Geriye kalan IP paketini ise telefon şebekesinin kullandığı paket yapısı içine yerleştirir ve yollar.
İşte bu noktada IP paketinin ve IP adresinin ne işe yaradığını görüyoruz. Yönlendirici ağ paketi bilgilerini yok edince, veriyi yollayan ve alacak olan sistemleri tanımlayacak ayrı bir bilgiye ihtiyaç duyulur. Evet, evet, IP bilgisine...
Eğer internetle işimiz yoksa, basit bir yerel ağ kuracaksak TCP/IP kullanmak zorunda mıyız? Hayır. Kullanabileceğiniz farklı protokoller var. Hatta bazı protokoller hiç bir ayar yapmadan her bilgisayara yüklediğiniz anda çalışır (NETBeui protokolü mesela). Oysa TCP/IP kullandığımızda en başta IP adreslerinin girilmesi gibi daha bir çok ayar yapmamız gerekecektir. Diğer protokollerin tek problemleri internet üzerinde çalışmamalarıdır. Yani internet kullanacaksanız (veya sadece yerel ağ üzerinde olsa bile IP ile çalışan programlar kullanacaksanız) TCP/IP'ye ihtiyacınız var demektir.
Günümüzde hemen hemen her ağ'da internet bağlantısı gerekiyor. Bu durumda ister istemez TCP/IP yükleniyor. Onu bir kere yükledikten sonra ikinci bir protokolü yüklemenin ise anlamı kalmıyor.
MAC adresleriyle ilgili ilk bölüm sanki ağ sistemi protokol olmadan da çalışırmış gibi bir izlenim bıraktıysa, çok yanlış, çook çok...
Her hangi bir ağ'ın çalışabilmesi için en az bir protokolün, daha doğrusu aynı protokolün, her bilgisayarda yüklü olması gerekiyor.
Çünkü ağ kartları verinin paketlere ayrılması ve tekrar birleştirilmesi gibi işleri yapmazlar. Bu işlemler için protokole ihtiyacımız var.
Böl parçala yolla-TCP
Ağ üzerinde yollanacak veri çoğu zaman bir ağ paketinin taşıyabileceğinden fazladır. Bu nedenle verinin yollanmadan önce parçalanması gerekir. Ağ protokolü daha üst katmanlardan kendisine gelen veriyi(bir dosya, web sayfası, yazdırma işi....) ağ paketi boyutunda parçalara böler, alıcının tekrar birleştirebilmesi için parçaları organize eder, yollar ve her bir paketin karşıya hatasız ulaşıp ulaşmadığını kontrol eder.
Alıcı sistemin protokolü gelen paket serisini algılar, paketleri birleştirerek esas veriyi tekrar elde eder.
TCP/IP'nin TCP(Transmit control protocol-gönderim kontrol protokülü) bu işi yapar. Nasıl mı yapar, tabii ki IP paketinin içine başka bir paket koyarak..
Bir TCP paketi aşağıdaki bölümlerden oluşur.
Kaynak Port Hedef Port Sıra Numarası Onay Numarası VERİ

Alıcı sistem sıra numarasını kullanarak paketleri doğru sırada birleştirebilir(paketler yolda bozulma ve tekrar yollama sonucu farklı sırada gelmiş olsa bile).
Aynı anda birçok iş yapmak:Oturumlar
Veri paketlerini bölme ve birleştirme işini yapan bir yazılım olduğunu öğrendikten sonra sıra geldi ağların başka bir yönünü incelemeye.
Gördüğünüz gibi Ayşe'nin bilgisayarına bir yazıcı bağlı ve tüm kullanılar tarafından kullanılabiliyor. Selin Ayşe'nin Excel dosyasına bakarken, Ali'de aynı anda Ayşe'nin yazıcısını kullanıyor olabilir.
Ayşe'nin sistemi gelen bu istekleri gerekli programlara veya donanımlara ulaştırmak zorunda. Diğer taraftan istekte bulunan bilgisayarda önce karşı tarafa bağlanıp, isteğin yerine getirilip getirilemeyeceğini kontrol etmek zorunda.
Bunları yapan katmana oturum(session) katmanı diyoruz. Bu katmanın görevi bir bilgisayarın aynı anda birden fazla bilgisayarla iletişim içinde olmasını sağlamaktır.
Ortak veri biçimleri kullanalım, dost kalalım!
Eskiden her program sadece ve ancak kendi oluşturduğu dosyayı kullanabiliyordu. Örneğin A firmasında X kelime işlemcisi kullanılıyorsa, burada oluşturulmuş bir dosyayı B firmasının kullandığı Y kelime işlemcisinde açmak mümkün değildi. Yani MS Word'ün 4. versiyonu ile yazılmış bir yazı, Corel'in kelime işlemcisi ile uyumlu değildi.
Oysa bugün ister Microsoft Word kullanalım, istersek Linux altında çalışan Open Office kullanalım, eğer yazımızı DOC formatında kaydedersek karşı taraf kullandığı kelime işlemci ve işletim sisteminden bağımsız olarak bu dosyayı kullanabilir.
Ayrıca işletim sistemleri verileri kaydederken ve işlerken farklı teknikler kullanabilirler. Örneğin DOS ve Windows 95,98,ME metinleri 8 bit olarak (ASCII) kaydeder. Ancak Windows 2000, NT ve XP 16 bit Unicode sistemini kullanır. Buna göre bir Win9x makinası A harfini 01000001 olarak kayıt edecektir. Windows 2000, NT veya XP ise 0000000010000001 olarak kaydedecektir. Tabii ki bilgisayarı kullanan vatandaş sadece A harfiyle ilgilenir.
İşte ağ'ı oluşturan katmanlardan birisi olan sunum(presentation) katmanı bu noktada devreye girer. Sunum katmanının görevi değişik sistemler arasında olabilecek bu gibi farklılıkları ortadan kaldırmaktır. Ağ üzerinde eriştiğiniz bilgisayarın işletim sistemi, kullandığı dosya yapısı önemli değildir. Örneğin W9x ailesi NTFS dosya formatını okuyamaz. W9x çalışan bir makinaya NTFS formatlı ek bir disk taksanız, windows içinden bu diske ulaşamazsınız. Oysa, bir W9x makinası ağ üzerinden NTFS disk kullanan bir Windows 2000, NT veya XP makinasının diskine ulaşabilir.
Ağ programları
Bir kullanıcı ağ üzerinde çalışırken şimdiye kadar anlatılanların hiçbirisini görmez. Ağların güzel yanıda budur zaten, bu kadar karmaşık bir işlemi, bu kadar sessizce halledebilmek...
Ancak bilgisayar kullanıcısı ağın son parçasını kesinlikle görür. Kullandığı ağ programını. Ağ programı deyince "Allah Allah ben niye görmedim bunu şimdiye kadar" diye korkmayın. Ağ programına en basit örnek Windows Explorer'dir. Ya da namı diğer "Bilgisayarım". Bilgisarım'ı açıp, bir ağ sürücüsüne çift tıkladığınızda ağı kullanmış olmuyor musunuz? Aynı şekilde Web'de sörf yaparken de IE veya Netscape kullanıyoruz. E-mail için farklı bir programımız var. Sonuç olarak kullanıcılar ağ'ı bir program vasıtasıyla kullanılar. Ağı oluşturan en son bileşen bu programdır.
Ağ programları kendi içinde veri şifreleme, kullanıcı isminin kontrolü gibi özellikler barındırabilirler. Bir önceki başlık altında incelediğimiz sunum katmanının bir çok görevi bu programlar tarafından da yapılabilir.
Selin Ayşe'nin Excel dosyasını nasıl kendi bilgisayarına kopyaladı?
Bu noktaya kadar adım adım bir ağı oluşturan değişik bileşenleri inceledik. İsterseniz şimdi Selin'in Ayşe'nin bilgisayarından Excel dosyasını nasıl kendi bilgisayarına kopyaladığını adım adım görelim. Selin önce "Computers Near Me" ile ağ üzerindeki diğer bilgisayarları gördü.
Selin ve Ayşe aynı Excel versiyonunu kullandıkları için uyumsuz dosya formatı söz konusu değil. Bu ağda veri şifreleme yok ancak kullanıcı adları kontrol ediliyor. Selin Ayşe'nin bilgisayarına çift tıkladığı anda iki sistem haberleşmeye başlıyorlar. Ayşe'nin bilgisayarı kendi kullanıcı veritabanını kontrol ederek Selin kullanıcısının bu bilgisayar üzerinde ne gibi haklara sahip olduğunu kontrol ediyor. Bu esnada iki bilgisayar arasında ilk oturum açılmış oluyor. Selin dosyayı Ayşe'nin diski içinde buluyor ve sürükleyip kendi masaüstüne bırakarak kopyalama işlemini başlatıyor.
Bu basit hareket arka planda bir çok işlemi tetikliyor. Önce Ayşe'nin ağ protokolü üst katmandan kendisine gelen bu dosyayı küçük parçalara ayırıyor. Her parçaya da bir numara veriyor ki, Selin'in bilgisayarı bu parçaları tekrar birleştirebilsin.
Daha sonra her bir parçaya Selin'in ve Ayşe'nin IP adresi ekleniyor.
Paketler artık Ayşe'nin ağ kartına gitmeye hazır. Ağ kartı bu IP paketlerini bu sefer kendi ağ paketinin içine koyuyor ve ağ paketinin üstüne de hem kendi MAC adresini, hem de Selin'in ağ kartının MAC adresini ekliyor. Tabii CRC kodunu her paket için oluşturup pakete dahil etmeyi de unutmuyor.
Ayşe'nin ağ kartı her bir paketi hazır hale getirdiğinde o anda kabloyu bir kullanan var mı(ağın genelinde bir trafik var mı) diye kontrol ettikten sonra kablo boşta ise paketi hub'a yolluyor.
Paket hub'a ordan da diğer tüm bilgisayarlara ulaşıyor. Ancak sadece Selin'in makinası gelen paketi işleme alıyor. CRC kodunu kullanarak "paket sağlıklı ulaştı mı" diye kontrol ettikten sonra ağ paketini açıp(yani MAC adresi ve CRC kodu gibi bilgileri temizleyip) içindeki veriyi (IP paketi) bir üst katmana yani ağ protokolüne yolluyor.
Artık Selin'in sistemi(TCP) gelen paketleri birleştirip Excel dosyasını bütün hale getirmeye başlıyor. Eğer paketlerden birisi ulaşmamışsa, Ayşe'nin bilgisayarından o paketi tekrar göndermesini istiyor.
Bu bölümde TCP'nin çalıştığını sanırım anladınız. Excel dökümanı bir bütün halinde alındıktan sonra dosya gerekli yazılıma aktarılıyor. Burada da dosya kopyalarken Selin'in kullandığı Windows Explorer'den bahsediyoruz("Computers Near Me" Windows Explorer'in bir bölümüdür).
Dosya Selin'in masaüstünde belirdiği anda ağ bileşenleri bu işlem için açılan oturumu kapatarak bir sonraki işleme hazırlanıyorlar.
Tüm bu işlemler arka planda olurken, Selin'in dosyayı kopyalanırken gördüğü tek şey havada uçan dosya animasyonu oluyor...
Son söz
Dikkat ettiyseniz yazının başında beri bu sayfada anlatılanlar genel olarak tüm ağ sistemlerinde geçerlidir demiştik. Yazı boyunca da katmanlardan, adım adım gelişen bir yapıdan bahsettik. Aslında tüm bu anlatılanlar OSI Seven Layer Model(7 katmanlı OSI modeli)'den ibaret.
Bence şimdi bu OSI neymiş diye bakmanın tam zamanı
Kablo Tipleri
________________________________________
Kablosuz çözümlerin artan popülaritesine rağmen bilgisayar ağlarının çok büyük bir bölümü bağlantı için hala bir çeşit kablo kullanmaktadır. Bu sayfada günümüz networklerinde kullanılan kabloların yapısına göz atacağız. Bu sayfada hangi ağ teknolojisi ne tip kablo kullanıyor veya 100 Mbit cross kablo nasıl yapılır gibi ayrıntılara girmeden genel olarak kabloları tanımaya çalışacağız.

Bilgisayar ağlarında kullanılan kablo tipleri şunlardır:
1. Koaksiyel Kablo (Coaxial Cable)
1. RG-8
2. RG-6 (Ağlarda kullanılmasa da bilmemiz gerekiyor.)
3. RG-58
2. Dolanmış Çift Kablo (Twisted Pair Cable)
1. Kaplamalı Dolanmış Çift (Shielded Twisted Pair-STP)
2. Kaplamasız Dolanmış Çift (Unshielded Twisted Pair-UTP)
3. Fiber Optik Kablo (Fiber Optic Cable)
Koaksiyel Kablo (Coaxial Cable)
Koaksiyel(veya kısaca "koaks") kablo, merkezde iletken kablo, kablonun dışında yalıtkan bir tabaka, onun üstünde tel zırh ve en dışta yalıtkan dış yüzeyden oluşur.
Koaksiyel kablo elektromanyetik kirliliğin yoğun olduğu ortamlarda düşük güçte sinyalleri iletmek için geliştirilmiş bir kablodur. Koaksiyel kablo çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Ses ve video iletiminde kullanılır. Çok değişik tiplerde karşımıza çıkabilir. Ancak bilgisayar ağlarında şimdiye kadar kullanım alanı bulmuş yalnızca iki tip koaksiyel kablo vardır: RG-8 ve RG-58.
Koaksiyel kablo tipleri kendi RG kodlarına sahiptir. Koaksiyel kabloda bizim için önemli olan ve değişkenlik arzeden değer kablonun empedansı veya omajıdır. Bu değer kablonun belirli bir uzunlukta elektrik akımına karşı gösterdiği dirençtir. Koaksiyel kablolar dıştan bakıldığında birbirlerine çok benzerler, ancak kabloya daha yakından bakınca üzerinde RG kodunu ve empedansını görebilirsiniz. Empedans değeri "50 " veya "75 " şeklinde omega karakteriyle yazılır.
Şimdi bilgisayar dünyasında zamanında kullanılmış koaksiyel kablo tiplerine bakalım.
RG-8
RG-8 veya genellikle söylendiği gibi Thicknet(kalın net) kablo ethernetin ilk kullandığı kablo tipidir. Günümüzde bu kabloyu kullanan bir ağ bulmak gerçekten zordur. Sonradan kullanılan kablolarda bir renk sınırlaması yokken bu kablolar genellikle sarı/portakal veya kahverengi renkte ve 2.5 metrede bir siyah bir bantla işaretlenmiş olarak üretilmişlerdi. 50 olan bu kablo adına yakışır şekilde kalın ve mukavemetli bir kabloydu.
RG-6
RG-6 75 değerindedir ve bilgisayar ağlarında hiçbir zaman kullanılmamıştır. Ancak günlük hayatta çok sık karşımıza çıkar. Televizyonlara giren anten kablosu RG-6'dır. Görünüş olarak RG-58 ile aynıdır. Ancak kablo üzerindeki empedans değeri 75 olarak okunduğunda ne olduğu anlaşılabilir.
RG-58
Günümüzde karşılaşabileceğiniz tek koaksiyel ağ kablosu RG-58'dir. Diğer isimleri Thinnet(ince net) ve Cheapernet(ucuz net)'dir. Aynı RG-8 gibi 50 olan bu kablo RG-8'e göre ucuz, uygulaması kolay bir kablodur. UTP yaygınlaşıncaya kadar yerel ağlarda geniş uygulama alanı bulmuştur.
Dolanmış Çift Kablo (Twisted Pair Cable)
Günümüzde en yaygın kullanılan ağ kablosu tipi birbirine dolanmış çiftler halinde, telefon kablosuna benzer yapıdaki kablodur.
İki tip TP kablo mevcuttur.
Kaplamalı Dolanmış Çift (Shielded Twisted Pair-STP)
Bu tip kabloda dolanmış tel çiftleri koaksiyel kabloda olduğu gibi metal bir zırh ile kaplıdır.
TP kablolar ilk kullanılmaya başlandığı dönemlerde (belkide koaksiyelden geçiş aşamasında??) STP kablo UTP'ye göre daha güvenli kabul edilmiştir. En dıştaki metal zırh'ın elektromanyetik alanlardan geçerken kablo içindeki sinyalin bozulmasına mani olması beklenir. Ancak STP ilk dönemde pahalı olmasıyla yaygınlaşamamıştır. Eski kaynaklarda STP'nin UTP'ye göre daha güvenli olduğu ama pahalı bir çözüm olduğu ileri sürülür. Oysa günümüzde bir çok kaynakta STP'nin kurulumunun zor olduğundan ve söylendiği kadar da yüksek koruma sağlamadığından söz ediliyor. Hatta düzgün uygulanmadığında daha kötü sonuçlara yol açabileceğinden bahsediliyor. STP kullanılırken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, dıştaki metal zırh'ın düzgün bir şekilde topraklanmasıdır. Aksi halde zırh elektromanyetik dalgaları toplayan bir anten vazifesi görür. Ayrıca zırh'ın kablonun hiçbir noktasında zedelenmemiş olması da çok önemlidir. En dıştaki zırh ile sağlanan topraklama verinin geçtiği tüm noktalarda (ağ kartından duvar prizlerine ve hub'a kadar) devamlı olmasıda çok önemlidir.

http://www.steinkuehler.de/belllabs_UTP_STP.htm
adresinde bu konuyla ilgili bir değerlendirme bulunuyor.
STP kablo Token Ring ağlarında kullanılmıştır ancak ethernet ağları için tercih edilmeyen bir kablo tipidir.
Kaplamasız Dolanmış Çift (Unshielded Twisted Pair-UTP)
İşte geldik günümüzde tartışmasız en yaygın kullanılan ağ kablosuna.
UTP birbirine dolanmış çiftler halinde ve en dışta da plastik bir koruma olmak üzere üretilir. Kablonun içinde kablonun dayanıklılığını arttırmak ve gerektiğinde(ne için gerekir diye sormayın..) dıştaki plastik kılıfı kolayca sıyırmak için naylon bir ip bulunur(resimde görülüyor).
Tel çiftlerinin birbirine dolanmış olmaları hem kendi aralarında hem de dış ortamdan oluşabilecek sinyal bozulmalarının önüne geçmek için alınmış bir tedbirdir.
Kablo içindeki teller çiftler halinde birbirine dolanmıştır. Her çiftin bir ana rengi bir de "beyazlı" olanı vardır. Yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi ana renkler turuncu, mavi, yeşil ve kahverengidir. Bunlara sarılı olan beyaz teller ise, diğerleriyle karışmasın diye, sarılı olduğu renkle aynı bir çizgiye sahiptir. Böylece 8 telin de turuncu, turuncu-beyaz, mavi, mavi-beyaz, yeşil, yeşil-beyaz, kahverengi, kahverengi-beyaz olmak üzere 8 farklı renkte ama 4 grupta toplanmış olduğunu görüyoruz.
Bazen aldığınız kabloda renklerin biraz soluk, hatta değişik olduğunu görebilirsiniz. Hatta bazen beyaz kabloların tamamen çizgisiz olması bile mümkün. Ancak kaliteli ve CAT5(veya üstü) ibaresini taşıyan kablolarda problem yaşamazsınız.
Kategoriler
UTP kablo kendi içinde güvenli olarak aktarabileceği veri miktarına göre kategorilere sahiptir.

Kategori Desteklediği maksimum veri aktarım miktarı
Kategori 1 Telefon hatları-veri aktarımında kullanılmaz
Kategori 2 4 Mbit/Saniye
Kategori 3 16 Mbit/Saniye
Kategori 4 20 Mbit/Saniye
Kategori 5/5e 100 Mbit/Saniye
Kategori 6 1000 Mbit/Saniye
Bilgisayar ağlarında önce 10 Mbit ethernet döneminde CAT3 kablo yoğun olarak kullanılmış, 100 Mbit ethernetin geliştirilmesiyle CAT5 kablolar üretilmeye başlanmış ve kullanılmaktadır.
UTP kablolar dış görünüş olarak birbirine çok benzer. Ancak her kablonun üzerinde kategorisi yazmaktadır.
ablonun kategorisi üretim kalitesiyle ilgilidir. Yapılan çeşitli testler ile kablonun belirtilen hızlarda elektrik sinyalini ne kadar sağlıklı ve az kayıpla iletebildiği, manyetik alan etkisine karşı sinyali ne kadar koruyabildiği ölçülür. Testler ile ortaya konan değerler kategorinin kriteridir. Bu kriterleri tutturabilen kablo bu kategoriyi almaya hak kazanır.
CAT5 ile 100 Mbit hızında veri aktarımı yapılabilir. Bir sonraki standart CAT5e (Enhanced CAT5, gelişmiş CAT5) standardıdır. Bu CAT5 ile aynı yapıda olup, daha üst seviye değerlere erişebilen bir kablodur. CAT5e ile gigabit hızına ulaşılabilir. Gigabit ethernet'te CAT5 kullanılabilmekle bereber CAT5e tavsiye edilir.
CAT6'da da aynı durum söz konusu CAT5e'den de daha yüksek değerlere erişebilir. CAT6 şu anda 568A standardına eklenmiş yani resmen kullanıma sunulmuştur. 1000Mhz hızı için, yani Gigabit ethernet için en uygun kablodur. Gördüğünüz gibi görüntüde bir fark yok.
CAT7 henüz geliştirilme ve test aşamasındadır. Diğerlerinin aksine farklı bir yapısı olacaktır. Her tel çifti metal folyo ile kaplı, hepsi birden diğer bir folyo ile kaplıdır. CAT7 RJ-45'ten tamamen farklı bir jak kullanacaktı
Bu konuda da kesin bir standart bulunmuyor. İlk başta size söylenen şu olacaktır:
"Duvar içlerinden giden, patch panellere gelen ve bir kere kurulduktan sonra bir daha hareket ettirilmeyecek kabloları tek damarlı, bilgisayar ile duvar prizi arasındaki kabloyu ise çok damarlı yapın. Çünkü tek damarlı daha mukavemetli bir kablodur ama fazla kıvırıp bükerseniz içindeki tek damar tellerden birisi kırılabilir. Oysa çok damarlıda, her bir tel bir çok ince telden oluştuğu için kırılma tehlikesi yoktur. Bu nedenle ayak altında olacak yerlerde bunu kullanın."
Ancak bir çok kaynakta tek damarlının eğilip bükülmelere söylenenden çok daha dayanıklı olduğu belirtiliyor. Bir diğer nokta çok damarlı bir kabloda renk kodları bazen farklı olabiliyor. En önemlisi ise, çok damarlı kablo ile kullanacağınız RJ-45 jakın mutlaka çok damarlıya göre dizayn edilmiş olması gerekiyor, aksi halde kaş yapayım derken göz çıkarmak mümkün. Piyasa bulacağınız jaklar genelde tek damarlıya uygundur ve sıktığınızda damarın içine gömülen pinleri vardır. Böyle bir jak çok telli kabloda problem yaratabilir.
Son söz; günümüzde yeni kurulan bir ağda mutlaka CAT5 veya üstü bir kablo tercih edilmelidir.
Fiber Optik Kablo
1950'li yıllarda görünebilir imajların optik fiber kanallardan geçirilmesiyle ilgili yapılan çalışmalar tıp dünyasında kullanım alanı buldu. 1966 yılında Charles Kao ve George Hockham cam fiber üzerinden veri aktarımı da yapılabileceği fikrini ortaya attılar. Sonraki dönemlerde fiber üzerindeki kayıp oranları o kadar az seviyelere indirildi ki, fiber veri aktarımı için bakır'a göre çok daha avantajlı bir konuma geldi.
Düşük sinyal kayıpları nedeniyle fiber ile bakır kablolara göre daha yüksek hızlarda ve çok daha uzun mesafelerde veri aktarımı mümkündür. Bu mesafe repeater kullanılmadan 2 Km'ye kadar çıkabilir. Bakır UTP kablolarda bu mesafe 100m ile sınırlıdır.
Fiber'in hafif ve ince yapısı bakır kablo kullanmanın zor olduğu ortamlarda kullanılabilmesini sağlar.
Bütün bunlar fiber'in önemli özellikleri olmakla beraber, fiber'in en önemli özelliği elektomanyetik
alanlardan hiç etkilenmemesidir. Çünkü fiber kablodan elektrik değil ışık aktarılır.
Fiber iletken olmadığı için elektriksel yalıtımın zorunlu olduğu yerlerde kullanılabilir. Binalar arasında toprak hattındaki fark problemi fiber için sorun değildir. Fiber kimyasal fabrikalar, askeri üsler gibi küçük bir elektrik akımının patlamaya neden olabileceği ortamlar için de idealdir.
Son olarak UTP veya diğer kabloların aksine, fiber bir kablodan bilgi çalmak çok daha zordur.
Fiber'in en büyük dezavantajı fiyatı ve kurulumunun zor oluşudur.
Fiber tipleri
Tüm fiber teknolojileri veri alımı ve gönderimi için fiber'i çiftler halinde kullanır. Üreticilerde fiber kabloları bu şekilde üretmektedir.
En yaygın fiber kablo 62.5/125 mikron metre boyutunda olandır.
Fiber kabloda normal ışık veya lazer kullanılabilir. Bu iki tip fiber tamamen farklı donanım kullanır.
Işık sinyalleri yollamak için LED (Ligth Emitting Diot) kullanan fiber tipi multi-mode olarak adlandırılır ve en yaygın tiptir.
Lazer ışığı kullanan single-mode fiber çok yüksek veri aktarım değerlerine ulaşabilmesine rağmen pahalı ekipmanı nedeniyle yaygın değildir.
Ethernet İle İlgili Temel Bilgiler
________________________________________
İlk başta yerel ağ(LAN) kavramı yoktu. Eğer iki bilgisayar arasında veri aktarımı yapmak isterseniz tek yol, dosyayı diskete kopyalayıp diğer makinaya gidip yüklemekti. Şahsen gördüğüm bir örnek şu şekildeydi: Bir ofiste aynı DBase programını kullanan üç bilgisayar vardı ancak aralarında ağ kurulu değildi. Bilgisayarların birinden müşteri girişi, diğerinden ödemeler ve diğerinde de stok işlemleri yapılıyordu. Akşam olunca her üç makinadanda disketle o bilgisayarda üzerinde işlem yapılan dosyalar alınıyor ve diğer iki makinaya aktarılıyordu. Böylece her makina en azından bir önceki günün tüm bilgilerini kullanabiliyordu. Tabii arada bir disketler karışınca tüm veri yapısı bozulup, sonra 1-2 ay gece gündüz demeden en baştan veri girişi yapılması gerekebiliyordu :))
Kişisel bilgisayarların 80'li yılların başlarından itibaren yaygınlaşması ile bilgisayarlar arasında hızlı ve güvenli veri aktarımına olan ihtiyaç arttı. Çözüm ise Ethernet'ti.
Günümüzde bir çok LAN teknolojisinden söz edise de, Ethernet açık ara farkla en yaygın LAN teknolojisidir. Ethernet ilk ortaya çıkışından itibaren teknolojisi ve üretim haklarıyla herkese açıktır. Kullandığı teknolojinin üretimi kolaydır ve ucuza mal edilebilir. Aynı zamanda güvenilir olduğu ve kullanıcıların ihtiyaçlarını karşıladığı için en yaygın yerel ağ teknolojisi haline gelmiştir. En yaygın teknoloji olması ethernetin üreticiler için büyük bir pazar haline gelmesine ve sürekli geliştirilmesine yol açmaktadır.
Ethernetin tarihi
Ethernet Xerox firmasının Palo Alto araştırma merkezinde 1970'li yıllarda Dr. Robert M. Metcalfe tarafından geliştirildi. Metcalfe "geleceğin ofisi" projesi üzerinde çalışıyordu ve elinin altında dünyanın ilk workstation bilgisayarlarından biri olan Xerox Alto bilgisayarlar bulunuyordu.
1972 yılının sonlarında, Metcalfe ve Xerox'ta çalışan iş arkadaşları Xerox Alto'ları birbirine bağlamak için deneysel olarak Ethernet'i geliştirdiler. Böylece Alto bilgisayarlar diğer sunucular ve lazer yazılıcılar birbiriyle haberleşebiliyordu. İlk Ethernetin çalışma hızı Alto'larla uyumlu olması için Alto'nun çalışma hızı ile aynı tutulmuş ve sonuçta ağ 2.94 Mega Bit/Saniye hızında çalışmıştır. İlk ethernet tek parça bir koaksiyel kablo kullanıyordu.
Metcalfe önce Alto Aloha Network olan sistemin ismini 1973 yılında "Ethernet" olarak değiştirdi. Böylece sistemin sadece Alto bilgisayarlarda değil tüm bilgisayarlarda çalışabileceğini vurgulamak istiyordu. Ethernet kelimesi bir zamanlar tüm uzayı doldurduğuna ve elektromanyetik sinyallerin aktarımını sağladığına inanılan "ether" den geliyordu. Metcalfe'nin sisteminde de veri bitleri tüm sistemlere ulaştığı için sonuçta "Ethernet" doğmuş oldu.
1979 yılına kadar sadece Xerox içinde kullanılan Ethernet'in resmi duyurusu 1980 yılında yapıldı. Xerox, DEC(Digital Equipment Corporation) ve Intel firmaları ile beraber, sonradan "DIX Standart" olarak anılan ethernet standardını yayınladı. DIX standardı koaksiyel kablo üzerinden 10 MBs hızında çalışan etherneti tanımlamıştır. Böylece ethernet, firma içi deneysel bir çalışmadan herkese açık gerçek bir ürün haline gelmiş oldu.
Ethernet veya IEEE 802.3 ?
DIX standardından sonra Ethernet, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)'in 802 kodlu komisyonu tarafından geliştirilmeye devam etti. IEEE 1985 yılında "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications" şeklinde bir isimle yeni ethernet standardını yayınladı. İzleyen dönemde IEEE standardı International Organization for Standardization (ISO) tarafından yürütülmeye devam etti. ISO günümüzde bilgisayar ağları ile ilgili tüm standarları yürüten kuruluştur.
1985 yılından itibaren üretilen tüm ürünler IEEE 802.3 standardına göre üretilmektedir. Aslında bu ürünleri "IEEE 802.3 CSMA/CD" standardını kullanan ürünler olarak tanımlamak daha doğrudur. Ama dünya çapında hala genel olarak "Ethernet" kelimesi tüm bu ürünler ve dahil oldukları teknolojiyi tanımlamak için kullanılmaktadır.
Ethernet tek bir ağ teknolojisi olmaktan çok, aynı bus topolojisini, frame yapısını ve network access(ağ erişimi) metodunu kullanan ağ teknolojileri ailesini tanımlar.
Ethernetin çalışma şekli
Etherneti geliştiren ekip üç ana problemi çözmek zorundaydılar:
1. Kablo üzerinden veri nasıl gönderilecek
2. Gönderen ve alıcı bilgisayarlar nasıl tespit edilecek
3. Belli bir anda kabloyu kimin kullanılacağına nasıl karar verilecek
Verinin aktarımı: Paketler(Frames)
Tüm bilgisayar ağları ağ üzerinden aktarılacak veriyi sabit boyutta küçük paketler halinde iletirler. Bu yöntemin iki önemli faydası vardır. Birincisi büyük bir dosya transferi yapan bir bilgisayar ağın tamamını uzun bir süre meşgul durumda tutmamış olur. Bir sistem veriyi paketler halinde yollarken, her paketi göndermeden önce kablonun kullanımda olup olmadığını kontrol ettikten sonra paketi yollar. Paket karşıya ulaştığında, kablo tekrar ağdaki tüm makinalar için boş duruma gelmiş olur. Az önceki makina ikinci paketi yollamadan önce tekrar kabloyu kontrol etmek zorundadır. Bu arada diğer bir sistem kendi paketini yollayabilir. Paketler küçük yapıda olduğu için saniyelerler içinde yüzlercesi değişik bilgisayarlar tarafından yollanıp-alınabilir. Bilgisayarları kullanan insan için durum, ağda sanki herkes aynı anda veri alışverişi yapıyormuş gibidir. Veri paketler halinde gönderilmeseydi, bir kullanıcı 50 MB bir dosyayı başka bir bilgisayara yollarken belki 3-5 dakika boyunca diğer hiçbir sistem ağı kullanamayacaktı.
Paketli yapının ikinci faydası ise şudur: 50 MB'lık dosyanın bir biti bile aktarım esnasında bozulursa, bu tüm dosyanın en baştan tekrar gönderilmesi anlamına gelir. Oysa veri paketlere bölünüp yollandığında, sadece bozuk giden paketin tekrar yollanması kafidir.
Ethernet veri paketinin yapısı sabittir. Her paket şu dört bilgiyi içerir:
1. Alıcının MAC adresi
2. Gönderenin MAC adresi
3. Gönderilecek veri'nin kendisi
4. CRC kodu
MAC adresi
Ethernet ağına dahil her cihaz ya da ethernet arayüzüne sahip her cihaz "node" olarak adlandırılır. Bilgisayarlara ethernet kartı takınca bir node haline gelirler, ancak ethernet girişi olan başka cihazlar da olabildiği için(router'lar mesela) genel kavram node'dur.
Ethernet ağında sistemler birbirinden sahip oldukları MAC adresi ile ayırdedilirler. Her node veya basitçe her ethernet kartı dünyada eşi olmayan bir adrese sahiptir. Bu adres 48 bitlik bir sayıdır. Örneğin bu yazının yazıldığı bilgisayara takılı ağ kartının MAC adresi şöyle:
100100000110101001010010100011001101100000011
İlgi çekici değilmi? İkili sistemdeki bu sayıyı söylemek ve yazmak zor olduğu için bu sayı 16'lı sayı sisteminde yazılır: 12 0D 4A 51 9B 03
Benim kartımın üreticisi Cnet isimli firma. Bu firma, ağ kartı üretmeye karar verince önce gidip IEEE'ye başvurmuş ve IEEE buna 24 bitlik bir üretici kodu vermiş. Bu kod Organizationally Unique Identifier(OIU) olarak adlandırılıyor ve her üreticiye farklı bir kod veriliyor. Daha sonra Cnet ürettiği her ağ kartı için ilk 24 biti kendi OIU numarası, geri kalan 24 biti ise kartın seri numarası(Device ID-başka bir karta daha verilmeyecek) olmak üzere MAC adresi belirleyip, ağ kartının üzerinde programlanabilir bir çipe bu numarayı yazar. Böylece bu kartın dünyada eşi olmayan bir MAC adresi olur.
unun sayesinde sizin almış olduğunuz her ağ kartı üreticisi, üretim tarihi, markası-modeli ne olursa olsun farklı bir MAC adresine sahip olacaktır. Ethernet sisteminde node'ları birbirinden ayırmak için bu MAC adresleri kullanılır.
MAC adreslerinin kullanımı
MAC adresleri sayesinde sistemler ağ üzerinden kendilerine ulaşan veri paketinin kendilerine gelip gelmediğini anlarlar. Ethernet ağında, bir bilgisayar bir veri paketi yolladığında, bu paket ağdaki tüm sistemlere ulaşır. Her makina paketin ilk bölümü olan alıcı MAC adresini okur ve kendi MAC adresiyle kontrol eder. Eğer gelen paket kendine aitse işler, değilse göz ardı eder.
Ethernet'in bu özelliği ciddi bir güvenlik açığına yol açabilir. Packet Sniffer olarak adlandırılan programlar, bilgisayara gelen veri paketlerini MAC adresi ne olursa olsun alıp kullanmaya izin verirler. Bu tip programlar iyi niyetle kullanıldığında problemlerin çözümüne yarayabileceği gibi, yerel ağınızda meraklı bir kullanıcının sizin aslında başka bir makinaya göndermekte olduğunuz her dosyayı izlemesine neden olabilir.
Multicast ve Broadcast Adresleri
Bir grup sistemin aynı veriyi alması isteniyorsa, bu gruba dahil olması istenen sistemlerde ethernet arayüzü (bilgisayardaki ağ kartı mesela) belli bir multicast adresine yollanmış veriyi kendi MAC'ine gelen bir veriyi alır gibi alması için ayarlanabilir. Yani multicast adresler belli bir grup cihazın aynı veriyi almasını sağlar.
Broadcast adresi ise 48 biti de 1 olan özel bir adrestir. Bu adrese yollanmış bir veri paketini alan her ağ kartı bu paketi kabul eder ve işleme koyar. Bazen tüm bilgisayarlara gitmesi gereken bir mesaj göndermek gerekebilir. Bu durumda mesajı içeren veri paketleri broadcast adresine yollanır böylece ağa dahil tüm cihazlar bu mesajı alır.
CRC hata denetimi
Cyclic Redundancy Check veri paketlerinin elektrik sinyali olarak kablodan geçerken bozulmaları durumunda bu bozulmanın yani veri paketinin karşıya yolda değişmiş olarak ulaştığının tespitine yarar.
Gönderen taraf, veri paketine konacak veriyi matematiksel bir işlemden geçirir. İşlemin sonucu CRC kodudur. Veri ve CRC kodu karşı tarafa yollanır. Alıcı paketi açar, veriyi okur, aynı matematiksel işlem veriye uygulanır. Sonuç eğer veri yolda bozulmadan, yani bir bit'i bile değişmeden gelmişse, CRC kodu ile aynı olmaldır. Aksi halde alıcı gönderen makinaya ilgili paketi tekrar yollamasını söyler.
Bu noktaya kadar en başta karşımıza çıkan iki problemi yani verinin nasıl gönderileceğini(paketler halinde) ve ağa dahil sistemlerin nasıl birbirinden nasıl ayırdedileceğini(MAC adresi ile) çözdük. Sıra geldi kimin veri paketini yollamak için kabloyu nasıl kullanacağının belirlenmesine.
Kabloyu kim kullanacak (CSMA/CD)
İlkokul öğretmenim her zaman söz size gelmeden konuşmayın derdi. Ama söz bize nasıl gelir, yoksa biz mi söze gideriz o ayrı bir konu. Bir arkadaş grubunda sohbet ederken benim taktiğim ise her zaman şöyledir. Söz almadan önce konuşanın konuşmasını bitirmesini beklerim, ancak kimse konuşmuyorsa sözümü söylerim(Carrier Sense). Ancak benim gibi iyi aile terbiyesi almış bir arkadaşım da aynı benim taktikle sözü alabilir, kimsenin ağzını kapatamayız değil mi canım?(Multiple Access). Bazen işte böyle ikimizde fırsattan istifade iki laf da ben edeyim diye aynı anda söze başlarsak ne olur, gürültü olur tabii, ben böyle durumlarda hemen çenemi kaparım(Collision Detection).
Ethernet'te benzer bir teknik kullanır. Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detection veya kısaca CSMA/CD'ye göre, ethernet kartı veri gönderimine başlamadan önce kablonun kullanımda olup olmadığını kontrol eder. Eğer o anda diğer bir sistem kablodan veri aktarıyorsa buna Carrier denir. Kabloda aktarım olup olmadığını tespit Carrier Sense'dir.
Kablo boşta olduğunda her Ethernet arayüne sahip cihaz eşit hakka sahiptir ve veri aktarımına başlayabilir. Buna Multiple Access denir. Bir ethernet ağında bilgisayar üzerinde çalışan işletim sistemi veya kullanıcısı önemli değildir. Bir DOS makinası ethernetin kabloyu kullanma şansı açısından W2000 server ile aynıdır.
Bazı durumlarda iki sistem kablonun boş olduğunu tespit ederek aynı anda veri aktarımına başlayabilir. Bu durumda iki tarafın yol