"Enter"a basıp içeriğe geçin

Ağ bileşenleri

Bu yazıda ağ üzerinde kullanılan temel bileşenleri inceleyeceğiz.

Ağın yapısını öğrenirken ilk bilmemiz gereken şey OSI modelidir.

OSI

OSI 7 katmana sahip bir ağ modelidir. Veriyi bir bilgisayardan diğer bilgisayara sıkıntısız gideceği şekilde düzenler. Ağ bileşenleri de aslında verileri bu modeldeki konumlarına göre değerlendirir.

 

7 : Uygulama katmanı

Kullandığımız tüm uygulamalar (internet tarayıcı, telnet, skype, discort, eposta uygulamaları vb vb.) bu katmandadır. Yani aslında kullanıcı olarak biz bu katmanla iletişim kurarız.

6 Sunum katı : Yollanan veriyi taşınabilecek bir formata çevirir. Gelen veriyi de geri çözümleyerek uygulama katmanının anlayabileceği bir hale dönüştürür.

5 Oturum katmanı : Aynı anda birden çok bilgisayarla iletişim kuruluyorsa, doğru kişi ile iletişim kurduğundan emin olmak için gereken şeyleri düzenler.

4 Taşıma katı : üst katmandan gelen veriyi parçalara (segmentlere )böler ve alt katmana taşır. Alt katmandan gelen parçalar da birleştirilerek üst katmana yollanır. Verilerin ulaşma zamanını konntrol eder. Port bilgisi eklenir. (tcp-udp ve firewall bu katmandadır.)

3 Ağ katı: IP protokolünü kullanarak adresleme yapar ve verinin doğru ağa yönlenmesini sağlar. Eğer gönderilecek veri farklı bir ağda ise L3 cihazları durumu farkeder ve doğru adrese yollar. Router bir L3 cihazıdır.

2 Veri bağlantı katı:Fiziksel katmana erişim için kullanılan kuralları belirler. Veri paketlerini fiziksel katmanda taşınabilecek şekilde parçalara (frame) ayırır. Veri doğru ağa geldiğinde doğru cihaza gitmesi için gereken alıcı ve verici MAC adreslerini veriye ekler.
Aynı ağdaki diğer cihazlar ethernet  sayesinde  bu katmanla bağlantı kurarlar. Alıcı ve vericiye ait MAC bilgilerini ekler ve fiziksel katmana yollar.
Üst ve alt katmanlar arasında geçiş sağlar, protokollerin düzgün çalışmasını sağlar ve bozuk verilere bakarak gerekirse mühdahele eder. Switch bir L2 cihazıdır.

1 Fiziksel kat: elektrik, radyo sinyalleri gibi şeylerden sorumludur. Donanımları temsil eder. İletim modu tanımlanır. Hub, kablolar, ethernet portları birer L1 cihazıdır.

Hangi cihaz neye bakar?

Her bir ağ cihazı, sadece kendini ilgilendiren katman bilgilerine bakar. Örneğin router bir L3 cihazıdır ve sadece L3 bilgisi olan IP ile ilgilenir. L2 cihazı olan switchin IP ile ilgilenmesi mümkün değildir. (L3 switch cihazları da mevcuttur ama ileride bahsedeceğiz.)

Decapsulation-Encapsulation

Decapsulation(kaynaktan fiziksel katmana) 7’den 1e kadar giden yoldur. Veriler katman katman parçalanır.
Encapsulation(fiziksel katmandan hedefe) 1’den 7’ye kadar giden yoldur. Parçalar birleşir

Temel Ağ bileşenleri

Ağ bileşenleri 3’e ayrılır.
Cihazlar: Ağ ile ilgili tüm donanımsal aygıtlardır.
Medya: Kablo türleri (koaksiyel, cat, fiberoptik) ve kablosuz çözümler, yani 2 cihaz arasındaki veri aktarım yollarına medya denir.
Servisler: yazılımsal kısımlardır.

Kapsama alanına göre ağlar

Ağ türleri:Boyutlarına göre 4 farklı ağ tipinden bahsedebiliriz

PAN (Personal Area Network – Kişisel Ağ Bağlantısı): kişisel cihazların bağlanmasını sağlayan, kapsamı en dar ağ türüdür. (ör: iki cihaz arasındaki bluetooth bağlantısı)

LAN (Local Area Network – Yerel Ağ Bağlantısı) : Bir bina içerisindeki cihazların birleşmesiyle oluşan küçük çaplı ağdır. Kablosuz ağı temsil eden WLAN da bu kategoriye girebilir.

MAN (Metropolian Area Network – Yerleşke Ağ Bağlantısı) : Bir çok LAN ağını birleştiren, bir şehir yada bölgeyi kapsayan ağ türüdür.

WAN (Wide Area Network – Geniş Ağ Bağlantısı) : Dünya genelini kapsayan ağ türüdür.

MAN ve WAN internet sağlayıcıları tarafından oluşturulur. Amaçları LAN ağlarını birbirine bağlamaktır.
Yani LAN üzerindeki tüm network trafiği bizim kontrolümüzde iken, MAN ve LAN ağları internet sağlayıcılarının kontrolündedir.

Ağ aygıtları

Modem

Diğer ağ aygıtları ile internet sağlayıcı arasında bir köprü vazifesi görür. Aygıtlardan gelen dijital sinyali analog sinyallere çevirir.
İnternet sağlayıcı public IP adresini sadece modem için verir.

Router

Modeme verilen IP adresi ile, normalde sadece 1 cihaz internete bağlanabilirdi.
Router, NAT sayesinde bu public IP adresini bir sürü private IP adresine çevirir ve LAN üzerinde dağıtır. Böylece aynı anda bir çok cihaz internete bağlanabilir.

Yani modem ve router birbirini tamamlayan iki parça gibidir. Biri sağlayıcı ile bağlantıyı kurar diğeri dağıtır.
Günümüz ev ağlarında genelde hem modem hem router görevi gören tek bir aygıt bulunur.
Yani evlerimizde bulunan ve modem olarak adlandırdığımız aygıtlar aslında tek cihaz değildir. Aynı kasa içinde hem router hem modem bulunur.

Router ayrıca iki farklı network arasındaki trafiği düzenler. Yani bir ağdaki paketleri diğer ağa yönlendirir. Bu durumda router L3 cihazıdır.

Switch

Çok sayıda portlara sahiptir ve yerel ağ oluşturmamızı sağlar. Yani bilgisayarların birbirleri ile bağlantı kurabilmelerini sağlayan bir köprü gibidir.

Aslında router da switch görevini yapar. Ufak bir ev ağı için Router tek başına yeterlidir. Ancak router’ın port sayısı az olduğu için büyük bir ağ oluşturmada kullanılamaz.
Router’ın yetersiz olduğu durumlarda devreye switch girer. Bir çok cihaz switch’e bağlanır. Switch de routera bağlanır. Böylece yüzlerce cihaz router üzerinden internet sağlayıcıya ulaşabilir.

Router’ların 2 avantajı daha vardır. Switch üzerinde sadece kablolu bağlantı bulunurken, kablosuz router cihazları da vardır. Ve router’ın içinde bir Firewall olduğu için ekstra güvenlik sağlar.

Router ile switch’in ağ oluşturma yöntemleri aslında farklıdır. Router cihazlara private IP adresleri paylaştırır ve yine IP adresleri sayesinde tanır. Switch ise MAC adresleri üzerinden iletişim sağlar.
Yani switch aleti bağlı olduğu tüm cihazların MAC adresini öğrenip MAC tablosunda tutar ve ihtiyacı olduğunda bilir. Bu durumda, aynı ağ üzerindeki cihazların MAC adresi üzerinden iletişim kurduğunu söyleyebiliriz. Yani L2’de çalışır.

IP adresi ise, hedef cihazın aynı ağda mı yoksa farklı bir ağda mı olduğuna bakarken kullanılır.
Mesela aynı switch’e bağlı A ve B bilgisayarları olsun. A bilgisayarından B bilgisayarına paket yollanacağı zaman Ip adresleri sayesinde aynı ağda olduğunu bilir.
Switch üzerinden hedef cihazın MAC adresini arar. Ve bulduğunda o MAC adresine mesajı yollar.
Ama diyelim ki A bilgisayarından, switch’e bağlı olmayan C bilgisayarına paket yollanacak. Aynı ağda olmadıkları için MAC adresi bulunamaz. Bu durumda paket router’a yollanır. Router paket içinde bulunan hedef IP adresine bakar. Veritabanını tarar ve eğer bildiği bir IP adresi ise paketi hedefine ulaştırır.

HUB

switch ile aynı amacı taşır. Bir yerel ağ oluşturur. Ancak switch çok daha akıllıdır. Çünkü Hub mesajı okuyamadığı için kime gideceğini bilmez
Switch, gelen paketin kime ait olduğunu bilir ve sadece muhatabına yönlendirir. HUB ise bağlı olduğu tüm cihazlara (geldiği cihaz dışında) paketi yollar ve kiminse almasını ister.
Switch tek hedefe yollarken Hub tüm bağlı cihazlara yollar. Bu durumda Hub veri trafiğini çok fazla arttırır.
Hub paket içeriğine bakmadığı ve sadece fiziksel bir işleve yaradığı için L1 cihazıdır.

IPv4 mesaj türleri

IPv4 mesajları, Unicast (tekli yayın), multicast (çoklu yayın) ve broadcast(genel yayın) olarak 3’e ayrılırlar

İki uç cihaz, iki ağ aygıtı ya da bir uç cihaz ile bir ağ aygıtı birbiriyle bu mesaj türleri sayesinde konuşurlar

Mesaj sadece tek hedefe yollanıyorsa unicast’tir. Ağdaki diğer uç cihazlara veri ulaşmaz.
Eğer mesaj bir topluluğa, örneğin 192.168.2.100 ile 192.168.2.199 arasındaki cihazlara iletilecekse bu multicast olur. Multicast MAC adresleri 0100.5Exx.xxxx şeklindedir. Multicast Ip adresleri de 224.0.0.0-239.255.255.255 aralığındadır.

Eğer mesaj tüm cihazlara iletilecekse Broadcast mesajlaşma kullanılır. Broadcast MAC adresi FFFF.FFFF.FFFF IP adresi ise 192.168.2.255
Dhcp isteği bir broadcast mesajıdır.

Switch cihazı sadece MAC adresiyle ilgilendiği için, gelen mesajın hedef (destination) MAC adresine bakar. Eğer veri tabanında kayıtlı tek bir MAC ile eşleşiyorsa, unicast yapar ve sadece o MAC adresine sahip cihaza yollar.
Mesajın hedef MAC adresi 0100.5Exx.xxxx şeklinde ise multicast olduğunu anlar ve o gruba yayın yapar.

Eğer mesajın MAC adresi FFFF.FFFF.FFFF ise bu bir broadcast yayınıdır ve kaynak dışındaki tüm cihazlara bu mesajı yollar.
Görüldüğü gibi, switch cihazı sadece MAC adresine bakar. IP ile ilgilenmez.
Yani bizim mesajımızın hedef MAC adresi FFFF.FFFF.FFFF hedef IP adresi 192.168.2.105 ise, switch MAC adresine bakıp broadcast mesaj muamelesi yapar ve tüm portlara mesajı yollar. Ancak sadece IP adresi 192.168.2.105 olan cihaz mesajı kabul eder. Diğerleri mesajı görmezden gelir.
Bu durum aslında birazdan anlatacağımız ARP protokolünün uygulamasına bir örnektir

 

ARP (Address Resolution Protocol)

Adres çözümleme protokolüdür. Çeşitli kullanım yerleri vardır.
1) Static IP ataması yapıldığında, bu IP adresinin benzersiz olmasını kontrol eder.
Bir broadcast yayını yapılır. Hedef MAC, broadcast yayını olduğu için FFFF.FFFF.FFF olarak seçilir.
Hedef IP ise kaynak IP ile aynıdır. Yani aslında kaynak dışında bu mesajı kabul eden cihaz var mı diye bakmaya çalışıyoruz. Mesaj switch’e gider. MAC adresine bakarak broadcast yayını olduğunu anlar ve tüm bağlı cihazlara mesajı yollar. Ama sadece hedef IP eşleşen cihaz mesajı yakalar. Eğer hedef IP kaynak dışında başka bir cihazla eşleşiyorsa, bu IP o ağ üzerinde zaten var demektir.
Broadcast yayını sonucu aynı IP adresinden bir tane daha olduğu ortaya çıkıyorsa, alınmaya çalışan IP adresinin benzersiz olmadığı anlaşılır ve alınmasına izin verilmez.

2) Daha önce APIPA adresinden bahsetmiştik. APIPA adresi alımı sırasında da daha önce bu IP adresininin olup olmadığına bakmak için aynı broadcast yayını kullanılır.

3) Bir bilgisayardan başka bir bilgisayara veri yollamak yada ping atmak için hem mac hem ip adresinin bilinmesi gerektiğini söylemiştik
ping 192.168.2.104 dediğimizde, IP adresini biliyoruz ama mac adresini bilmiyor olabilir olmayabilir. Bunun için yine benzer bir broadcast mesajı hazırlar ve hedef IP adresi 192.168.2.104. Bu mesaja sadece 192.168.2.104 IP adresli bilgisayar cevap verir. Böylece ICMP protokolü ile ping atmadan önce hem IP hem mac adresini öğreniriz. Geri dönen mesaj yol boyunca switch’lerin tablosuna da yazıldığından, switch’ler de o cihazın hangi portta takılı olduğunu öğrenmiş olur.

ARP ve MAC tabloları

Bilgisayarlarda ARP tablosu denen bir tablo bulunur. Bu tablo üzerinde, daha önce bağlantı kurulmuş cihazların MAC ve IP bilgileri tutulur. Böylece her seferinde ARP mesajı gönderilmek zorunda kalmaz.
Bilgisayardaki ARP tablosuna ulaşmak için cmd ekranına arp -a yazarız
ARP tablosu ram üzerinde tutulduğu için bilgisayar kapandığında silinir.
Kısacası ARP protokolü mesajının ikinci kullanım alanı, eğer ARP tablosu üzerinde hedef bilgisi yoksa hedefin MAC adresini öğrenmektir.

Aynı ARP tablosu gibi, switch’lerdeki MAC tablosu da cihaz ilk açıldığında boştur. Bir porttan mesaj geldiğinde mesajın bilgilerinden o porta bağlı cihazın MAC adresini MAC tablosuna kaydeder.
Yani ARP mesajı switch’e gelmeden önce MAC tablosu aslında boş. Portlardaki cihazların MAC adresleri bilinmiyor. ARP mesajı geldiğinde mesaj gelen portun MAC adresi ile port numarasını MAC tablosuna kaydeder.
Arp mesajına geri cevap gelirse, bu portu da MAC adresi ile birlikte kaydeder.
Böylece Arp sorgusu sayesinde her iki bilgisayarın da MAC adresleri birbirine ve switch’e kaydolmuş olur.

Half duplex ve Full duplex

Full duplex, veri alma ve vermeyi aynı anda yapmak demektir. Half duplex cihazlar ise aynı anda ya veri alır, yada yollar. Örneğin telsizler half duplex cihazlardır. Normalde veri alırlar, ama düğmeye bastığımızda veri yollama moduna geçer ve konuşuruz.

Cep telefonu ise full duplex bir cihazdır. Aynı anda iki taraf da konuşabilir ve dinleyebilir.
Half duplex iki cihaz aynı anda veri yollamaya çalışırsa çakışma olur. Bu durumda biri verme modunda iken diğeri alma modunda olmalıdır. İkisi de aynı anda alma modunda da olabilir. Ama ikisi aynı anda yollama modunda olamaz.

Bunun doğal bir sonucu olarak, iki cihaz da ya half duplex yada full duplex olmalıdır.
Biri half duplex biri full duplex olursa yine çakışma olabilir.

Collision

Hub half duplex bir cihazdır. Bu yüzden aynı anda hem alma hem gönderme işlemi yapmaya çalışırsa çakışma yani collision olur. Bu durumda paketler bozulur.
Bu bozulmuş paketlerin etki alanı çok geniş olabilir. Hub cihazı tüm bağlı cihazlara yolladığından, bu bozuk mesaj tüm bağlı cihazlara gider.
Bir bozulma sonucu paketlerin gidebileceği mesafeyi gösteren etki alanına Collision domain (çakışma alanı) denir

İyi bir ağda çakışma alanları dar olmalıdır.
Örneğin iki hub birbirine bağlanırsa bu çakışma alanını çok fazla arttırır. Switch bozuk yada kendine ait olmayan mesajları iletmediği için daha güvenlidir.
Yani hub’ın tüm bağlı cihazlara dağıtması switch ile sınırlandırılabilir. Switch mesajlara bakabildiği için, gelen mesajın hedefinin neresi olduğunu bilir ve hedefin başka interface’e gitmesini engeller.

Aynı şekilde broadcast mesajlaşma için sınırlama koymak da gerekebilir. Bunun için de router kullanılır.
Broadcast kapsama alanı routerın diğer portuna geçemez. Yani routerın her bir portu, bir broadcast alanıdır.

Default gateway

Gateway kullanılacak yerleri anlamak için, öncelikle IP adresinin yapısını tekrar incelemek gerekir.

Örneğin 192.168.2.100 adresine bakalım. son bölümdeki 100 değerinin aynı ağdaki farklı cihazları belirttiğini söylemiştik. Yani 192.168.2.100 ile 192.168.2.112 aynı ağdaki iki farklı cihazdı.
Şimdi bir sola bakalım. Buradaki 2 ne?
IP adresindeki 3. bölüm ağ numarasıdır. Bu durumda her iki cihaz da 192.168.2.x ağındaki cihazlardır.

192.168.1.100 IP adresine sahip başka bir cihaz olsun. Bu cihaz diğer ikisi ile aynı ağ üzerinde midir?
Hayır. 192.168.2.100 ve 192.168.2.112 cihazları 192.168.2.x ağı üstünde iken, 192.168.1.100 cihazı 192.168.1.x ağı üzerindedir.
Yani 192.168.2.112 cihazı 192.168.1.100 ile iletişim kurmak istediğinde farklı bir ağa erişmesi gerekir.

İşte böyle durumlarda, yani farklı bir ağa erişilmesi gerektiğinde default gateway kullanılır.
Gateway cihazları farklı ağları birbirine bağlar. Ve L3 katmanında bulunurlar. Router’ın farklı ağları birbirine bağladığını söylemiştik. Bu durumda router bir gateway cihazıdır.
Eğer bir bilgisayar sadece aynı ağdaki cihazlar ile iletişim kuracaksa default gateway belirtmeye gerek yoktur. Ama farklı ağlarla konuşma durumu var ise, default gateway olarak router’ın IP adresini belirtmemiz gerekir.

Ve bir ağdaki tüm cihazlar için default gateway adresi aynı olmalıdır.
Default gateway üzerinden başka bir ağa bağlanmadan önce, router’ın MAC adresini ARP kullanarak öğrenmemiz gerekir (ARP 3. madde)

Kablo Türleri

Yerel ağda en sık kullanılan kablo türleri UTP ve STP kablolardır.
Utp kablonun içinde 4 çift tel bulunur. Her çiftin biri beyaz diğeri renklidir. Renkli olanlar mavi kahverengi yeşil ve turuncudurlar.

STP kabloda da aynı çiftler olmakla birlikte, dış kabuk ile içteki çiftler arasında bir koruyucu katman daha vardır.  Bu koruyucu katman dışarıdan gelen manyetik sinyalleri engelleyerek kablodan geçen sinyaldeki gürültüyü azaltır.

Kabloları cihaza bağlamak için rj45 denen bir soket kullanılır. Kablodaki 8 tel sokete 2 farklı düzende bağlanabilirler. Eğer bir kablonun iki ucu da aynı düzende bağlanmışsa buna düz kablo denir. Kablonun uçları farklı düzende bağlanmışsa çapraz kablo denir.  İki cihazı bağlarken, kullandığımız kablonun düz mü çapraz mı olduğuna dikkat etmemiz gerekir.

Bilgisayar-Bilgisayar : çapraz
Hub-Hub : çapraz
Switch-Switch : Çapraz
Router-Router : çapraz
Bilgisayar-Bilgisayar : çapraz
Hub-Switch : çapraz
Bilgisayar-Hub : düz
Bilgisayar-Switch düz
router-switch :düz
router-hub : düz
bilgisayar-router : çapraz
hub-switch : çapraz

 

Fiber kablo

Veriyi uzun mesafelerde taşımada veya katlar arası dikey kablolamada kullanılır. Veri aktarım hızı bakır kablolardan (UTP, STP) daha yüksektir.
Verileri optik ortamda taşır. Yani gerçek anlamda ışık hızındadır 🙂
Evlerimizde kullanılan fiber internetlerde, fiber kablo evin önüne kadar gelir. Binanın içinde tekrar bakır kabloya çevrilir.

Farklı kablo ve interface tiplerinin hızları da farklıdır.

Ethernet:10 mbit
Fast ethernet: 100 mbit
Gigabit ethernet : 1 gbit hız destekler.


https://www.chip.com.tr/images/content/manset/2020/02/05/2020020516273036272/router-nedir-modem-nedir-aralarinda-ne-fark-var.jpg
https://www.cisco.com/c/en/us/products/switches/catalyst-3850-series-switches/index/jcr:content/Grid/subcategory_atl/layout-subcategory-atl/anchor_info_df8f/image.img.jpg/1573799256969.jpg
https://www.geocities.ws/cnamirah/images/hub.jpg
https://i2.wp.com/www.fiber-optic-equipment.com/wp-content/uploads/2017/04/UTP-vs-STP.jpg?resize=600%2C9999
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcTzdM4Vlz0bRiTvzFzK-1OhLKd-B782CaM4VA&usqp=CAU
https://i.pinimg.com/736x/93/10/45/9310455d104938a2928db54628d0c032.jpg

    Bir cevap yazın

    E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir