İnsanlar network terimini ilk duyduğunda zihninde canlandırdığı şeyler, bir sürü kablo ve bunların bir yerlerde toplanmış uçları oluyor. İnsanlara karmaşık gelen bu dağınık yapıların hem fiziksel hem de mantıksal tanımı bulunmaktadır. Fiziksel olarak kablo çeşitlerinden daha önce bahsetmeye çalıştık. Topolojilerle de PC’ler arasındaki bağlantıların mantıksal yönünden söz edeceğiz. Yada başka bir anlamda PC’lerin network hatlarına nasıl eriştiğini inceleyeceğiz.
MESH COMMUNICATION:
PC ağları ilk oluşmaya başladığında kullanılan bağlama mantığı mesh network diye adlandırılır. Bu mantığa göre bütün PC ler birbirine birebir kablo ile bağlıdır. Mesh network te kablo sayısı şu förmülle bulunur. ((n*n)-n) / 2
SHARED COMMUNICATION:
1970 lerde LAN’lar geliştirildi ve artık ağlarda haberleşme paylaştırılmış cihazlar üzerinden yapılmaya başlandı. Önceleri bu cihazlar çok basit şekilde repeater (tekrarlayıcı) görevi yapıyorlardı. Daha sonra topolojiler geliştirildi. Buna bağlı olaraktan paylaştırma görevi için yeni cihazlar kullanılmaya başlandı.
STAR TOPLOGY
Star topoloji bütün ağ birimlerinin tek bir noktada toplanması mantığıyla çalışır. Genelde hub kullanılır. Star topoloji kullanılan network’lerde hatlardan kaynaklanan problemleri çözmek çok kolaydır. Bir PC’den göderilen bilgi ilgili olsun veya olmasın, merkezdeki cihazdan tüm PC’lere göderilir.
RING TOPOLOGY
Ring topoloji kapalı bir döngüyü andırır ve bu döngü tamamen mantıksal bir döngüdür. Bir PC’den çıkan bir frame bütün PC’leri geçtikten sonra yine aynı PC’ye tekrar geri döner. Ve ring tamamlanır. Tüm PC’ler network’ü sürekli izler ve network hatlarıda kontrol altına alınmış olur.
BUS TOPOLOGY
Bus topolojide PC’leri biraraya getirmek için bir ana kablo kullanılır. Bütün PC’ler connector’lerle ana kabloya bağlanırlar. Hatta yani ana kabloya gönderilen bir bilgi bütün PC’lere ulaşır.
BUS NETWORK ÖRNEĞİ: ETHERNET
Ethernet network çok iyi bilinen ve çok yaygın olarak kullanılan network çeşididir. 1970 lerde Xerox Corporation’s Polo Alto Research Center’da keşfedilmiştir. Ethernet, Ether adı verilen coaxcial kablo (ana kablo) ve buna bağlanan bilgisayarlardan oluşur. Maximum ether uzunluğu 500 m, minimum ise 3 m. dir. Ethernet networkte bandwith 10 Mbps Fast Ethernet kullanıldığında 100 Mbps’lara çıkmaktadır. Bir PC Ether’e bir bilgi koyduğunda diğerleri beklemek zorundadır. Kabloya hiçbir PC bilgi koymadığında üzerinde Ether üzerinde voltaj olmaz; ancak bilgi taşınması halinde üzerinde voltaj olur.
RING NETWORK ÖRNEĞİ: IBM TOKEN RING
IBM firmasının geliştirdiği bir ring network’tür. Ring içinde token diye isimlendirilen bir frame kullanılır. Bu frame sırayla ring’teki bütün PC’leri dolaşır ve PC sıranın kendine geldiğini token ona geldiğinde anlar ve bilgiyi hatta koyar. PC bilgi göndersin veya gödermesin token kendisinden sonraki PC’ye geçecektir. Fiziksel görünüş olarak Star topoloji gibidir. MAU birleştirici ünite olarak kullanılır. Aslına bakarsanız MAU’yu bir çeşit HUB diye düşünebilirsiniz. (Multistation Access Unit). Genelde 10 port girişi vardır. 8 tanesi PC girişi için 2 taneside network’ün genişlemesi için kullanılır. MAU kendi içinde bilgilerin kaybolmaması için hata tolaransı sağlar; yani bir PC çöktüğünde network çalışmaya devam eder. Kablo çeşidi olarak UTP ve STP kullanılır. Kartlara bağlantılarda UTP için RJ-45, STP için DB-15 konektörler kullanılır. Thinnet’in kullandığı BNC ve Thicknet’in kullanıdığı AUI kullanmaz. Maximum bir segment’te 33 MAU olabilir. Kablo olarak STP kullanıldığında 260 PC, UTP kullanıldığında ise 72 PC tek bir segmentte çalışabilir.
Göderici PC kendi bilgisi yine kendine ulaştığında token serbest kalır. Hatta bilgi çakışması söz konusu değildir. Güvenilir bilgi transferi sağlanır. Bütün istasyonlar network trafiğini izleyebilir.
RING NETWORK ÖRNEĞİ: FDDI (Fiber Distributed Data Interconnect)
FDDI Token Ring networklerinin sağlam yapılandırılmış halidir. 100 milyon bit per second hızına sahiptir. Yani IBM Token Ring’ten 8 kat Ethernet’ten de 10 kat daha hızlıdır. Bir ring data aktarımında kullanılmak üzere, diğeride emergency durumları için ayrılmış birbirinden soyut iki ring’ten oluşur. Fiziksel olarak kablolar birbirinden ayrı değil. Bu yüzden kablolama problemide yok.
Ring’de herhangi bir PC’nin devre dışı olması network’ü etkilemez. Emergency ring’de bilgi akışı normal ring’e göre ters yöndedir. Herhangi bir PC çöktüğünde devreye emergency ring girer ve iki ring’de de bilgi akışı oluşarak network tamamlanmış olur. Ring’de bu hatlar arası geçiş otomatik olarak gerçekleşmektedir; bu nedenlede FDDI network’lere Self Healing (Kendi kendini iyileştiren) network denmektedir.
STAR NETWORK ÖRNEĞİ: ATM
Telefon şirketlerinin geliştirmiş olduğu Asynchronous Transfer Mode (ATM) elektronik swicth’lerden meydana gelmiştir.
Bilgi göndermek isteyen PC önce ATM swicth’e gönderir oda diğerlerine göderir. Aynı zaman diliminde birden fazla bağlantı sağlayabilir. Yani 2 PC birbiriyle haberleşirken başka 2 PC’de kendi aralarında haberleşebilir. Bir PC’nin hattan düşmesi diğerlerini etkilemez. 100 Mbps ve daha hızlı hatlar kullanılmaktadır. FDDI network’te kullanılan kablolar kullanıldığında network hızı daha artmaktadır. FDDI’da ki çiftler halindeki kablolar dan biri bilgi gödermek diğeride bilgi almak için kullanılır.
Her topolojinin avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Mesela ring topolojide network ve PC’ler arasındaki koordinasyon sürekli kontrol edilmektedir. Fakat hattın her hangi bir yerden kesilmesi tüm network’ü rahatsız etmekte. Şöyleki; çöken bir PC’nin yanıdaki PC “Benim yanımdaki PC’den haber alamıyorum.” diye diğerlerini uyarmak için network’e özel bir frame göndermektedir. Bus topolojide Ether diye tanımladığımız ana kabloda en ufak bir bozukluk tüm network’ün çökmesine neden olmakta. Ama bunun yanında Ethernet network’ler hem çok uçuz hemde kurulumu kolay network’lerdir. Star topolojide’de hatlar verimli kullanılamıyor. Örneğin bir PC bilgi gönderiliyor ve gereksiz yere bütün PC’lere o bilgi gidiyor. Bu şuna benziyor: Bir apartmanın önüne geliyorsunuz ve arkadaşınızında o apartmanın 4.cü kattında oturuyor diyelim. Siz dışarıdan sesleniyorsunuz: “Ahmet yarın kursa giderken beni ara beraber gidelim”. Böylece apartman sakinlerinin hepsi; sizin kursa gidip gitmemenizle hiçbir şekilde ilgilenmedikleri halde olaydan haberdar oluyorlar. Ama bunun yerine ATM swicth kullansanız, yani kapının yanındaki zile bassanız ve arkadaşınızla kimseyi rahatsız etmeden haberleşseniz iyi olur öyle değilmi ?
Network Erişim Metodları
Kısaca PC’lerin network hattımızı birbirlerini engellemeden paylaşmalarını organize eden mekanizmalara network erişim metodları diyebiliriz. Bu metodlar gelitirilirken özel frame’ler tasarlanmış, ve bu frame’leri PC’ler network’e erişim için anahtar olarak kullanmaya başlamıştır. Üç çeşit network erişim metodu vardır:
a) CSMA/CD: PC’ler hatta bilgi koymadan önce hattı kontrol ederler; eğer hat boşsa bilgiyi göderirler.
b) Token Passing; Network’te token olarak adalandırılan bir frame sürekli bir PC’den diğerine geçmektedir. Token hangi PC’de ise o PC network’e bilgi koyma hakkına sahip olmaktadır.
c) Demand Priority; 100 Mbps network hatlarında kullanılır. Aslında CSMA/CD mantığının aynısıdır. Yani bir PC bilgi göndermeden önce hattı kontrol etmelidir. Demand Priority’de ise PC hattı alabilmek için hattı kontrol etmek yerine network’ü oluşturan gelişmiş cihazlarıları kontrol eder. Kısaca network erişim merkezden yönetilir hale gelmiş olur.
AĞ DONANIM BİRİMLERİ
Ağ donanım birimleri, ağ üzerinde ve ağlar arası iletişimde çıkan sorunları gidermek için kullanılan cihazlardır. Genelde network’lerimize sorunlarımız olduğunda yeni bir cihaz alma ihtiyacı hissederiz.
Bu sorunlardan bazıları ve çözüm için kullanılması gereken cihazlar:
LAN Ortamının Sınırlamaları:
· Tek bir kablo üzerinde bağlananabilecek istasyon sayısı.
· Veri sinyalinin kabul edilebilir düzeyin altında zayıflamadan, gidebileceği en uzak mesafe.
· Veri sinyalinin kullanabileceği band genişliği.
1) LAN ortamının sınırlanmasıdan kaynaklanan problemler. Çözüm için repeater, bridge ve router.
2) Farklı ortam erişim yöntemi kullanan, farklı ağlar arasında veri paketlerinin iletilmesi gerektiği durumlarda ( Ethernet, Token ring gibi) Çözüm bridge ve router’lar.
3) Uyumsuz yani farklı ağ protokollerinin kullanıldığı durumlarda; çözüm için Gateway ve bazı router’lar.
Teknolojik gelişmeler yeni ürünleri çok kabiliyetli hale getirdi, yani bir cihaz hem router hem de bridge olarak kullanılabilmekte. Önemli olan ihtiyacı tesbit edebilmek ve ona cevap verebilecek cihazı bulmakdır. Bir donanım alırken dikkat etmemiz gereken nokta onun ismi değil getirebileceği çözümler olmalıdır.
Bağlantı Aygıtları
Bilgisayar ağı erişiminde genel olarak 4 tip bağlantı aygıtı kullanılır: tekrarlayıcı (repeater), köprü (bridge), yönlendirici (router) ve geçityolu (gateway). Tekrarlayıcılar tamamen protokol bağımsız olarak fiziksel katmanda çalışır ve fiziksel genişleme amaçlı kullanılırlar. Geleneksel köprüler aynı protokolü kullanan yerel ağlar arasında temel veri düzeyinde bağlantı sağlar. Buna karşılık, geleneksel yönlendiriciler değişik tipteki ağ protokollerini idare edebilecek şekilde programlanabilirler ve böylelikle aynı geniş ağ alanı üzerinde farklı tipteki yerel ağları ve bilgisayar sistemlerini destekleyebilirler. Geçityolları daha karmaşık olup, işlem yoğunluklu protokol çevrimi yaparak uygulamalar arasında işletilebilirliği (interoperability) sağlarlar.
REPEATERLAR (HUB)
Repeater’lar OSI modelinin fiziksel katmanında çalışır. Ortam mesafesini ve istasyon (PC, Hosts ) sayısındaki sınırlamaları aşmak için kullanılırlar. Repeater bir kablodan gelen sinyali okur ve aynısını tekrar oluşturarak diğer segment’lere göderir. Frame’leri çoğaltıp tüm PC’lere gönderirken karar mekanizmasına sahip değildirler. Ancak aynı ortam erişim protokolünü kullanan segmentleri birbirine bağlayabilirler. (Etherneti ethernete )
Tekrarlayıcı (Repeater)
Tekrarlayıcılar OSI’nin fiziksel katmanda çalışan cihazlardır.
Tekrarlayıcı ve OSI modeli
Tekrarlayıcının temel görevi bir fiziksel ortamdan (kablo, fiber-optik, radyo dalgası vs.) sinyali alıp kuvvetlendirip diğer fiziksel ortama vermektir. Ağların fiziksel büyüklük sınırlarını daha da genişletmek amacı ile kullanılan bu cihazlar ile kuramsal olarak bir bilgisayar ağı sonsuza kadar genişletilebilir. Ancak çeşitli bilgisayar ağlarındaki tasarım sınırlamaları nedeni ile gerçekte bu genişleme belli sınırlar içinde kalmaktadır.
Örnek tekrarlayıcı uygulaması
Temelde bir ağın genişletilmesi amacı ile kullanılan tekrarlayıcılar çok kolay kurulmaları, çok az bakım gerektirmeleri ve fiyatlarının ucuz olması sebepleri ile çok popüler cihazlardır.
Köprü (Bridge )
Modern, protokol-şeffaf köprüler OSI referans modelinin veri iletim (data link) katmanında çalışırlar
Köprü ve OSI modeli
Köprü cihazları temelde bağımsız iki ağın (farklı ağ teknolojilerini kullanabilirler- Ethernet ve Token-Ring gibi) birbirine bağlantısı için kullanılırlar. Bir köprü bağladığı alt ağların üstündeki tüm trafiği yürütür. Her paketi okur, paketin nereden geldiğini ve nereye gittiğini görmek için MAC (Media Access Control)-katman kaynağını ve yerleşim (destination) adresini inceler. Bu süzme yeteneği bir repeater’daki yerel veri trafiğinin diğer repeater’lar üzerine geçmesini engellemek için etkili bir hizmet sağlar. Bazı köprüler adres süzmenin ve protokol tipine bağlı süzgecin de ötesine gider.
Bir Köprü uygulaması
Bir köprü, DECnet, TCP/IP, XNS gibi farkli iletişim protokollerinin uyumluluğunu göz önüne almadan ağlar arasında fiziksel bağlantı sağlayabilir; ancak bu protokoller arasında uyum sağlamayı garanti etmemektedir. Bu özellik, OSI referans modelinin yüksek katmanlarında işleyen ve farklı işlem ortamları arasında çevrim yapabilen standalone protokol çeviricilerini gerektirmektedir. Köprü kullanımı, protokol çevirimlerinin olmadığı, güvenlik gereksinimlerinin en az olduğu ve sorunun sadece basit bir yönlendirme işlemi olduğu durumlarda başarılıdır.
Yönlendirici (Router)
Yönlendiriciler OSI referans modelinin ağ (network) katmanında çalışırlar.
Yönlendirici ve OSI Modeli
Bir köprü sadece paketlerin kaynağını ve gittiği yerin adresini kontrol ederken bir yönlendirici çok daha fazlasını yapar. Bir yönlendirici ağın tüm haritasını tutar ve paketin gittiği yere en iyi yolu belirleyebilmek için tüm yolların durumunu inceler.
Yönlendirici farklı fiziksel yapıda olan ve farklı protokolleri çalıştıran yerel ya da geniş alan ağlarının birbirleri ile olan bağlantısında başarı ile kullanılabilir.
Bir yönlendirici, OSI referans modelinin ağ katmanında genel olarak tanımlanan protokollerle, yerel bölge ağlarını geniş bölge ağlarına bağlar. Bu özellikleri sayesinde örneğin yönlendirici TCP/IP kullanarak bir Ethernet ağının X.25 paket ağına bağlanmasını sağlar. Eski teknoloji yönlendiriciler protokol bağımlı oldukları için, firmalar ağ ihtiyaçlarını karşılamak için birden fazla yönlendirici kullanmak zorunda kalabilir. Yeni yönlendiriciler ise, birden fazla ve değişik protokolü aynı anda kullanabilmektedir.
Bir yönlendirici uygulamasi
Yönlendiriciler paketleri iki istasyon arasındaki en iyi yolu gösteren yönlendirme tablosuna göre ileterek ağ üzerindeki yolları en iyi şekilde kullanırlar. Her yönlendirici kendi yönlendirme tablosunu oluşturduğu için, ağ trafiğindeki değişikliklere hemen adapte olurlar ve böylelikle veri yükünü kolayca dengeleyebilirler. Aynı zamanda, yönlendiriciler ağdaki değişiklikleri tespit ederler; aşırı yüklü ve işlemeyen bağlantıları önlerler.
Geçityolları (Gateway)
Geçityolları köprü ve yönlendiricilerin yeteneklerininde ötesine geçerler. OSI referans modelinin en üst katmanında çalışırlar.
Geçityolu ve OSI modeli
Geçityolları sadece farklı noktalardaki ağları bağlamakla kalmaz aynı zamanda bir ağdan taşınan verinin diğer ağlarla da uyumlu olmasını garanti ederler.
Internet protokolleri farklı ağlar arasındaki veri iletimini, geçityollarıyla bağlı altağlardan oluşmuş otonom sistem (Autonomous System, AS) gruplarını birbirine bağlayarak yapar. Başka bir deyişle internet, her biri merkezi olarak yönetilen ağ ya da altağlar serisi olan AS serisinden oluşmaktadır. Her AS diğer AS'lere bağlantı sağlayan geçityolu sunar. Geçityolları tüm farklı ağları birlikte tutan bir yapıştırıcıdır. Internet protokolleri altağların nasıl birbirine bağlı olduğunu ve bağlantı araçlarının nasıl çalıştığını tanımlar.
GEÇİTYOLU ÖRNEĞİ
Örnekte iki farklı network işletim sistemi var: Windows NT Server ve Novell Netware Server. Client’lar ise Windows 95 ve sadece network tanımlarında Microsoft Ağları için İstemci yüklü. Dolayısı ile Netware server ile fiziksel bağlantıları olduğu halde onun servislerinden yararlanamıyorlar. Windows client’ların Netware server’ından faydalanabilmeleri için NT server üzerine Gateway Service for Netware yüklenmesi gerekiyor. Yükleme yapıldığında ve gerekli izinler verildikten sonra Windows client’lar üzerinde ek bir işlem yapmaya gerek kalmadan Netware server’ına ulaşabilir hale gelir.
OSI’de network cihazları hangi katmanlarda çalışır?
Repeater (Hub)
|
Physical
|
Bridge
|
Data Link.
|
Router
|
Network
|
Gateway
|
Transport, Session, Presentation, Application
|
Switch
|
Data Link
|
IEEE 802 Specifications
802.1
|
Internetworking
|
802.2
|
LLC (Logical Link Control)***MAC
|
802.3
|
CSMA/CD-Ethernet***MAC
|
802.4
|
Token Bus Lan
|
802.5
|
Token Ring Lan
|
802.6
|
MAN (Metrapolitan Area Network)
|
802.7
|
Broadband Technical Advisory Group
|
802.8
|
Fiber Optic Technical Advisory Group
|
802.9
|
Integrated Voice/Data Networks
|
802.10
|
Network Security
|
802.11
|
Wireless Network
|
802.12
|
Demand Priority Access Lan
|
Yorum Gönder