Alper Konuralp’in Blog Sitesi

Bilgisayarların birbirleriyle haberleşmeleri, birbirlerine veri aktarmaları için bir veri iletim ortamı kullanılarak aralarında kurulan bağlantıyla oluşturulan bütün, ağ olarak isimlendirilir. Bir ağdaki veri iletim kapasitesini genellikle bilgisayarları bağlamak için kullanılan araç belirler. Bu araçlardan günümüzde en çok kullanılanlarına koaksiyel kablo, telefon telleri, fiber optik kablolar, mikrodalgalar örnek verilebilir. Bu araçlar değişen veri iletim kapasite ve hızlarına sahiptir. Fiber optik kablolar ise günümüzde en hızlı iletim sağlayan veri iletim aracıdır.

Ağlar büyüklüklerine göre temelde LAN ve WAN olmak üzere ikiye ayrılırlar. Bir bina içindeki bilgisayarların bağlanmasıyla veya mesela bir üniversite kampüsündeki yanyana yer alan binalardaki bilgisayarların bağlanmasıyla oluşturulan ağlar yerel alan ağları (LAN= Local Area Networks) olarak isimlendirilir. Coğrafi olarak birbirinden uzak bilgisayarların bağlanmasıyla oluşturulan ağlar ise geniş alan ağları (WAN= Wide Area Networks) olarak adlandırılır.

Yerel ağların en büyük faydası yazılım ve donanım kaynaklarının ağ kullanıcıları tarafından ortak kullanılmasına izin vermesidir. Bu kaynaklara yazıcılar, sabit diskler, CD sürücüler, kelime işlemci, tablolama, veri tabanı programları örnek verilebilir. Yerel bir ağ ortamı oluşturulduğu zaman bir bilgisayara bağlı olan yazıcı o ağ üzerindeki bütün bilgisayarlar tarafından kullanılabilir hale gelmektedir. Böylece bütün kullanıcılar o yazıcıdan çıktı alabilirler. Bu yapılar ekonomik olarak oldukça avantajlıdır. Mesela bir şirket böyle bir ağ yapısı kurduğu zaman bütün çalışanlar için ayrı ayrı yazıcı almaktan kurtularak hem basım kalitesi hem de basım hızı daha iyi olan bir yazıcıyı herkesin ortak kullanımına sunar. Benzer şekilde yazılımlar için de gereksiz masraftan kaçınılabilir. Mesela bir kelime işlemci programını herkes için ayrı ayrı satın almak yerine bir kopya satın alınıp ağ lisansı ile kullanmak yine daha ucuz olacaktır. Yine benzer şekilde donanım ve yazılımın bakımı ve yenilenmesi daha kolay ve daha ucuz olacaktır. Ayrıca ağ ortamında dosyaların tek bir kopyasını tutmak yeterli olmaktadır. Böylece herkes değişiklikleri bu dosya üzerinde yapacağı için tekrar tekrar kopyalama zahmetinden ve tutarsızlıklardan kurtulunur. Kopya sayısının azalması ile yine yedekleme ve güvenlik işlemleri de zahmetsiz bir şekilde gerçekleştirilir ve itina ile yapılması sağlanır.

1.1 Bağlantı Araçları

Ağlar üzerinde bilgisayarları birbirine bağlamak için iletimi yapılacak verinin miktarına ve biçimine göre değişik bağlantı araçları kullanılabilir. Her bağlantı şeklinin avantajları ve dezavantajları vardır. Bu yüzden ağ yöneticileri bu bağlantı araçlarının hepsini tanımalı ve bir ağ için en uygun aracı seçebilmelidir.

Veri iletim ortamı, sinyallerin bir bilgisayardan çıkıp diğerine giderken takip etmek zorunda olduğu yoldur. Veri iletim araçları veri iletim ortamına göre iki kısımda incelenebilir.

     a) Klavuzlu iletim aracı (Guided transmission media)

     b) Klavuzsuz iletim aracı (Unguided transmission media)

1.1.1 Klavuzlu İletim Araçları

Bu araçların kullanıldığı ağlarda bilgisayarlar doğrudan kablolara bağlanır. Kullanılan kablolar genellikle iletken tellerdir ve dört ana gruba ayrılır: açık tel, birbirine sarılmış çiftli kablolar (twisted pair), koaksiyel kablolar ve fiber optik kablolar. Her bir kablonun veri taşıma kapasitesi ve iletim hızı farklıdır. En yavaşı açık tel en hızlısıda fiber optik kablodur. Doğal olarak kablonun iletim hızı arttıkça fiyatı da artar.

Sarılmış çiftli kablolar bakır iletkenlerden oluşur. Bakır tellerin etrafı bir plastikle yalıtılır bunlar çifter çifter sarılır ve en dışta yine plastik gibi başka bir yalıtkan maddeyle çevrelenir. Bu kablolarda karuyuculu ve koruyucusuz olmak üzere iki şekildedir. Az önceki tarif koruyucusuz olan içindi. Koruyuculu olanlarda en dıştaki yalıtkandan önce kağıt gibi ince alüminyum bir tabaka yer alır. Bu koruyucu tabaka daha fazla yalıtım sağladığı için koruyuculu kablolar diğerlerinden daha hızlıdır. Fakat bu kablolar hem daha pahalı olduğu hemde bağlantıları daha zor olduğu için sarılmış çiftli kablolardan genellikle koruyucusuz olanı (UTP- unshielded twisted pair) kullanılır.

Sarılmış çiftli kablolar kolay bulunulabilen ve ucuz kablolar olmasına rağmen bazı durumlarda koaksiyel kablolar tercih edilebilir. Koaksiyel kablo iki iletken içerir. Kablonun en içindeki iletken genellikle bakır veya alüminyumdur. etrafı yalıtkan bir maddeyle çevrilmiştir. Bunun da etrafında ikinci bir iletken yer alır. Koruyuculuk görevi de olan bu iletkeni ise en dışta başka yalıtkan bir madde çevreler. (Bakınız Şekil 1).

 

 

Şekil 1. Koaksiyel Kablo Parçaları

Fiber optik kablolarda ise iletim ışık sayesinde yapılır. Bu sebepten diğer kablolarda yaşanılan gürültü nedeniyle sinyal kaybolması gibi durumlar bunda yaşanmaz. Daha pahalı olmasına rağmen koaksiyel ve çiftli kablolara göre avantajları vardır. Bunlar:

  a) Daha fazla iletim kapasitesine sahiptir.

  b) Veri iletim hızı yüksektir.

  c) Diğerlerine göre büyüklüğü ve ağırlığı daha azdır.

  d) Sinyaller herhangi bir zayıflama olmadan uzun mesafelere iletilebilir.

  e) Kablo yakınındaki diğer kablolardan veya motorlardan gelebilecek elektromanyetik radyasyondan etkilenmez

1.1.2 Klavuzsuz İletim Araçları

Bu alanda en çok görülen araç mikrodalgadır. Haberleşme iki nokta arasında yüksek frekanslı radyo sinyallerinin iletimi ile sağlanır. Fakat bu iki noktada yer alan antenlerin birbirlerini görmeleri gerekir. Bu yüzden dünyanın yuvarlaklığı göz önüne alındığında antenler arasındaki mesafe 50 km’yi geçmemelidir. Kablo ile bağlantı yapmanın mümkün olmadığı veya çok pahalı olduğu durumlarda mikrodalga haberleşme sistemi kullanılabilir. Temel sorunları ise radyo sinyallerinin birbirine karışması ve hava şartlarından etkilenmesidir. Antenler arasındaki mesafe sınırı yüzünden çok uzak noktalar arasında iletim sağlamak için uydular kullanılır. Önce bir antenden uyduya iletilen sinyaller uydudan da diğer noktadaki antene iletilir. Böylece mesafe sınırı ortadan kalkar.

Ağları tasarlayan ve yöneten kişiler bu iletim araçlarından hangilerini kullanacaklarına karar verirken bazı kriterleri göz önüne alırlar. Bunlar; fiyat, iletim hızı, genişleyebilme imkanı, güvenlik ve mesafe sınırlarıdır. Birçok yerde olduğu gibi burada da kurumun bütçesi en önemli kriterdir. İletim hızına karar verirken ne tip uygulamaların kulanılacağı dikkate alınmalıdır. Mesela koaksiyel kablolar veya sarılmış çiftli kablolar saniyede 10 megabitlik iletim hızı sağlar ve genellikle iyi bir çözümdür. Fakat mesela ağ üzerinde multimedya işlemleri düşünülüyorsa bu kablolar yeterli olmayacaktır.

Kurumların büyümesi ile ağlarda da genişleme olacaktır bu durumda seçilen iletim aracı bu genişlemeye izin vermelidir. Veriler iletilirken başkaları tarafından yani yetkili olmayan kişiler tarafından ele geçirilmesi günümüzün önemli problemlerindendir. İletilen verilerin ne kadar kritik olduğu göz önüne alınmalı ve iletim aracı ona göre seçilmelidir. Bu açıdan en güvenli araç fiber optik kablo görünmektedir. Çünkü, herhangi bir kimsenin koaksiyel kabloyu delerek iletilen verileri dinleme şansı vardır. Fakat aynı şey fiber optik kabloya uygulandığında iletim kalitesinin hissedilir derece bozulması ağ yöneticisine bir sorun olduğunu gösterecek ve araştırmaya itecektir. Son olarak bilgisayarlar arasındaki mesafe otomatik olarak bazı iletim araçlarının kullanılmasını güçleştirir. Aslında birçok ağda iletim araçları tek çeşit olarak yer almaz. İhtiyaca göre değişik tipte iletim araçları kullanılır ve ileride göreceğimiz özel bağlantı araçları ile bağlanılır.

1.2 Topolojiler

Yerel ağlarda ağ kablolarının bağlantı düzeni topoloji olarak isimlendirilir. Başlıca üç çeşit topoloji vardır. Doğrusal (bus), halka (ring) ve yıldız (star) topolojileri. 

1.2.1 Doğrusal (bus) topoloji

Bu ağ düzenlemesinde bütün bilgisayarlar doğrusal olarak uzanan bir kabloya bağlanırlar. Kablonun iki ucunda ise sonlandırıcı dirençler yer alır. Günümüzde en çok kullanılan topoloji bus topolojisidir. Şekil 2’de bus topolojili bir ağ görülüyor.

 

Şekil 2- Bus Topolojili Ağ

1.2.2 Halka (ring) topolojisi

Bu topolojide ağ üzerindeki bilgisayarlar sanki halka şeklinde yer alan bir kabloya irtibatlıymış gibi haberleşirler. Kablo üzerinde Token adı verilen sinyal devamlı tüm bilgisayarları dolaşır (tek yönde) herhangi birinde iletişim ihtiyacı olduğunda iletilecek veriyi alarak halka üzerindeki bilgisayarları tek tek dolaşır. İletişimin yapılacağı bilgisayar  veriyi alır diğerleri almazlar. Şekil 3’te halka topolojili bir ağ yapısı görülüyor.

Şekil 3- Halka (ring) Topolojili Ağ

1.2.3 Yıdız (star) topolojisi

Yıldız topolojisinde bütün bilgisayarlar merkezi bir sunucuya direk olarak bağlanırlar. Fakat çoğu zaman direk bağlantı için gereken kablo sayısını azaltmak için yıldız topolojisi biraz değiştirilerek arada hub ismi verilen cihazlar kullanılır. Şekil 4’e bakınız.

Şekil 4- Yıldız Topolojili Ağ

1.3 Ağ tipleri

Bu bölümde bazı network tiplerinden kısaca bahsedilecek. Bu konularda daha geniş bilgi yerel alan ağları (LAN) ve geniş alan ağları (WAN) bölümlerinde bulunabilir. En çok kullanılan üç yerel ağ tipi; Ethernet, Token Ring ve FDDI ile geniş alan bağlantısı sunan paket/çerçeve anahtarlamalı ağa bağlanmak için kullanılan X.25 ve frame relay yapılarından bahsedilecek.

1.3.1 Ethernet

Ethernet, günümüzün en popüler yerel ağ tipidir. Kullanılan kablo türüne göre bus veya yıldız topolojisi tipi ağlarda kullanılır. Koaksiyel kablolarla yapılan bağlantıda bus topolojisi, koruyucusuz sarılmış çiftli (UTP) kablolarla yapılan bağlantıda ise yıldız topolojisi kullanılır. Ethernet ağlar çoklu erişimde ağ üzerindeki taşıyıcıların dinlenerek çarpışmaların tespit edilmesi (CSMA/CD-Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) protokolünü kullanır. Yani ethernet kablosuna bağlı tüm cihazlar sürekli olarak kabloyu dinlerler ve o anda veri iletimi olmadığına emin olduktan sonra veriyi göndermeye başlarlar. Eğer aynı anda iki cihaz hattın boş olduğunu hissedip veriyi iletmeye başlarsa çarpışma (collision) dediğimiz bir durum oluşur ve iki bilgisayarda iletimi keser. Rastgele tespit edilen bir bekleme süresinden sonra tekrar kabloyu dinleyerek iletime çalışırlar. Ethernet ağlarda bütün bilgisayarlar kablonun neresine bağlandığı farketmeksizin eşit iletim şansına sahiptirler ve yapılan iletimler tüm ağa yani tüm bağlantı noktalarına yapılır (broadcast). Bu yüzden ağ üzerindeki bilgisayar sayısı arttıkça performans düşer.

Ethernet Port ve Kablo Tipleri:

Bilgisayarların ağ kablosuna bağlantısını sağlamak için bilgisayara özel bir kart takılır. Bu kartlara ethernet adapter’leri denir.

Genellikle bu adapterlerde bulunan ayrıca iletim cihazlarında da yer alan veri giriş ve çıkışını sağlayan bilgisayar veya cihaz arayüzleri port olarak isimlendirilir. Kablo türüne göre değişik portlar vardır.

Ethernet ağlarda genellikle 3 tip kablo kullanılır; kalın ve ince koaksiyel kablolar ile UTP (koruyucusuz sarılmış çiftli) kablolar. Fiber Optik kablolar ethernet ağlarda pek fazla kullanılmaz. Ancak yeni yeni piyasaya çıkmakta olan Gigabit Ethernet olarak adlandırılan yapılarda kullanılmaktadır. Kalın ve ince koaksiyel kablolar çapları değiştiği için bu şekilde isimlendirilir. İnce kablolar T şeklindeki konnektör ile doğrudan ağ cihazlarına veya bilgisayarın ethernet kartına bağlanabilir. Bağlantının yapıldığı port BNC (Bayonet Navol Connector) portudur. Kalın ethernet kablosu kullanıldığı zaman direk bilgisayara bağlantı yapılamaz ilk önce kabloya bir cihaz (tranceiver) takılır ve bu cihazdan bilgisayara bir ara kabloyla (drop kablosu) bağlantı gerçekleştirilir. Bu durumda ara kablonun bağlandığı port AUI (Attachment Unit Interface) portudur. UTP kablolar ise son yıllarda tercih edilir olmuştur. Ucuz olan bu kablolar telefon kablosuna benzer yapısıyla daha kulanışlıdır ve göze hoş görünür. Bu kablolarla yapılan yıldız şeklindeki bir yapıda hub adı verilen cihazlara ihtiyaç duyulur. Kabloların hub ve bilgisayar bağlantısı UTP portlarına RJ-45 bağlayıcılarla yapılır. Hub’a yapılan bağlantılardan dolayı yıldız şeklinde bir topoloji izlenimi versede, aslında fiziksel olarak bir bus topolojisidir ve veri iletiminde diğer ethernetlerden bir farkı yoktur.

1.3.2 Token Ring

Halka topolojisinin kullanıldığı bir ağ türüdür. Adına token adı verilen hatta devamlı dolaşan bir sinyalden almıştır. Alıcı cihazlar, Token’ı beraberindeki veri ile alır, eklenecek bilgilerini ekler ya da (eğer gönderilmiş bilgi kendilerine ait değilse) değiştirmeden hatta geri bırakır. Ethernette olduğu gibi kablo üzerinde çarpışma (collision) gibi sorunları yoktur veri iletim hızı saniyede 4 Megabit (Mbps) veya 16 Megabittir. Bilgisayarlara takılan token ring kartların hepsinin aynı iletim hızında olması gerekir. Bazılarının ayarı 4 Megabit/s, bazıları 16 Mb/s olmamalıdır. Twisted pair (sarılmış çiftli) kablolar kullanılır koruyuculu (STP) veya koruyucusuz (UTP) olabilir.

1.3.3 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Bu ağ tipi de Token Ring gibi halka topoloji kullanılır, farkı 100 Megabits/saniye veri iletim hızına sahip olmasıdır. Kullanılan kablo fiber optik kablodur. Token Ring ağlarda bir bilgisayar Token’a veri yükledikten sonra Token tekrar boşalana kadar ağ üzerinde tekrar başka bir iletim olmaz. Bu da birçok durumda ağın tam kapasiteyle kullanılmaması demektir. Bu amaçla FDDI ağlarda Token’ın boşalması beklenmeden iletilen verinin arkasından yeni iletimler başlayabilir. Yani herhangi bir anda halka üzerinde farklı veriler dolaşıyor olabilir. Bir bilgisayarın ağa koymuş olduğu veri, tekrar kendisine ulaşıncaya kadar halkada dolaşır.

1.3.4 X.25

Normalde iki bilgisayar arasında veri iletimi yapılmak istendiğinde bu, ikisi arasında kurulacak bir kablo bağlantısıyla sağlanabilir. Fakat birbirinden oldukça uzak noktalarda yer alıyorlarsa mikrodalgalardan ve uydulardan yararlanılır. Bir diğer çözümde hali hazırda kullanılan telefon sebekesini kullanmaktır. Modem adı verilen özel cihazlar sayesinde veri telefon tellerinden iletilebilir. Fakat bu tür bir yöntemde bağlantı kapasitesi genelde düşüktür (Günümüzde ortalama 28800 bit/saniye). Buna ek olarak telefon konuşmaları zamana ve mesafeye göre ücretlendirildiğinden uzun süre bağlantılarda bu çözüm çok pahalı olabilmektedir. Bu nedenle veri iletimi için yine telefon gibi herkesin kullanımına açık (PDN, Public Data Network) ağ geliştirilmiştir. İşte X.25 bu geliştirilen paket anahtarlamalı ağ ile ilgili arayüz tanımlayan bir protokoller bütünüdür. Bu protokoller ağ ile bilgisayar ve ikisinin arasında yer alan başka cihazlar (modem gibi) arasındaki bağlantının nasıl olacağını, iletilen paketlerdeki hata kontrolerinin nasıl yapılacağını, paket akışının nasıl kontrol edileceğini tanımlar. Türkiye’de TÜRK TELEKOM’un idaresinde TURPAK adı altında bu tip bir ağ kurulu olup ücretlendirmesi zaman ve bağlantı mesafesinden bağımsız, ancak bağlantı hızı, iletilen veri miktarı ve bağlantı adedine göre yapılır. Ayrıca hiç veri transfer edilmese ve bağlantı yapılmasa dahi aylık sabit cüzi bir kira ücreti de vardır. X.25 hakkında Geniş Alan Ağları ile ilgili bölümde daha detaylı olarak bilgi verilmektedir.

1.3.5 Frame Relay

Frame Relay, X.25’in aksine bağlantı geçişlerinde kullanılan protokoller azaltılmış, geçişlerde hata düzeltme yapılmayan, X.25’e göre çok daha yüksek performans gösteren bir protokoldür. Türkiye’de TÜRK TELEKOM tarafından Ankara, İstanbul, İzmir ve Adana bölgesini kapsayan bir frame relay ağı kurulmuş, ancak henüz hizmete verilmemiştir. Ücretlendirmesi ise daha belirlenmemiştir. Kiralık hat ücretlerinden biraz daha ucuz olacağı söylenmektedir. Frame Relay ile ilgili Geniş Alan Ağları bölümünde daha detaylı olarak bahsedilecektir.

1.4 Ağ Bağlantı Cihazları

Bilgisayar ağlarında segment herhangi bir bağlantı cihazı kullanmadan oluşturulan ağ parçasıdır. Mesela Ethernet kablolamada, kesintisiz, sınırlı uzunluğu olabilen bir ağ koluna segment denir. Farklı ağ segmentleri ve ağ tipleri birbirine bağlanırken bazı cihazların kullanılması gerekir. Her ağ tipi kendi içinde veri iletimi sağlamak için protokol adı verilen kural setlerine uyar. Bu yüzden ağ segmentleri ve ağ tipleri arasında bağlantı kurarken topolojiler ve protokoller dikkate alınmalıdır. Genel olarak dört tip bağlantı cihazı kullanılır: tekrarlayıcı (repeater), köprü (bridge), yönlendirici (router) ve geçityolu (gateway).

Tekrarlayıcılar ağların fiziksel büyüklük sınırlarını daha da genişletmek için kullanılır. Çok kolay kurulmaları, çok az bakım gerektirmeleri ve fiyatlarının ucuz olması sebepleri ile çok popüler cihazlardır. Görevleri ise bir ağ segmenti üzerinde zayıflayan sinyali kuvvetlendirerek diğer segmente iletmektir. Tekrarlayıcılar protokol farklılıklarından anlamadıkları için farklı ağ tipleri arasındaki bağlantıda kullanılmaz. Örneğin, iki ethernet segmenti birbirine tekrarlayıcı ile bağlanabilir.

Köprüler genelde farklı ağ tiplerini (Ethernet ve Token Ring gibi) birbirine bağlamak için kullanılır. Farklı ethernet segmentlerini bağlamak içinde köprüler kullanılabilir. Bu tür bağlantıda diğer segmentteki bir bilgisayara veriler seçici olarak iletilir. Böylece segmentler arasındaki veri trafiği nispeten bağımsızlaşır.

Bir köprü sadece paketlerin kaynağına ve gittiği yerin adresine bakarken bir yönlendirici ağın tüm haritasını tutar ve paketleri yönlendirme tablosuna göre ilerleterek ağ üzerindeki yolları en iyi şekilde kullanır. Yönlendiriciler farklı tipte olan ve farklı protokolleri çalıştıran yerel yada geniş alan ağlarının birbirleri ile olan bağlantısında başarı ile kullanılabilir. Örneğin yönlendiriciler bir Ethernet ağının X.25 paket ağına bağlanmasını sağlar.

Geçityolları tamamen farklı yapıdaki ağların bağlantısında kullanılabilir. Köprü ve yöneticilerin yeteneklerinin ötesine geçerek sadece farklı noktalardaki ağları bağlamakla kalmaz aynı zamanda bir ağdan taşınan verinin diğer ağlarla uyumlu olmasını da garanti ederler. Örneğin bir geçit yolu sayesinde PC’lerden oluşan bir Nowell ağ, UNIX iş istasyonlarından oluşan bir Ethernet ağa bağlanabilir ve ağların arasındaki kaynakların ortak kullanımı kullanıcılara hissettirilmeden gerçekleştirilebilir.

Ağlarda kullanılan diğer cihazlar yerel alan ve geniş alan ağları bölümlerinde yeri geldikçe anlatılacak. Fakat kısaca hub ve modemlerden bahsetmek gerekirse. Hub bir yıldız topolojide bilgisayarlardan gelen kabloların (genellikle UTP kablolardır) toplandığı cihaza verilen isimdir. Aslında hublar yıldız topolojiyi hatırlatsada görevleri itibariyle tekrarlayıcılar gibi davranırlar ve fiziksel olarak bus topolojisi oluştururlar. Modem adı verilen cihazlar da daha çok geniş alan bağlantılarında veya uzak mesafelerden yapılması gereken bağlantılarda kullanılır. Modemlerin yaptığı; digital sinyalleri telefon tellerinde taşınacak şekilde analog sinyallere çevirmek veya tersidir. Bu sayede hali hazırdaki telefon şebekeleri bilgisayarların veri iletiminde kullanılabilir.

1.5 Protokoller ve Standartlar

Bilgisayar ağları konusunda özellikle farklı şirketler tarafından üretilen cihazlar arasında uyumluluk sağlamak için standartlar geliştirilmiştir. Çeşitli standartlar arasında en meşhurları IEEE 802 komitesi tarafından geliştirilenler, Uluslararası Standartlar Organizasyonuna bağlı (ISO) Açık Sistem Bağlantıları (Open System InterConnection-OSI) komitesi tarafından geliştirilenOSI referans modeli, IBM’in SNA standartı ve başlangıcı Amerikan Savunma Bakanlığının çalışmalarına dayanan TCP/IP protokolüdür. IPX, XNS, NetBIOS ve NetBEUI yine başka kurumlar veya şirketler tarafından geliştirilen protokollerdir.

IEEE 802 nin alt komitesi olan IEEE 802.3 komitesi kendi ismiyle başlayan IEEE 802.3:CSMA/CD Baseband Bus standartını geliştirmiştir. Bu standart Ethernet standartı olarak bilinir ve bus topolojili olan Ethernet ağlarda cihazların veri iletimini nasıl yapacağını belirtir. Benzer bir şekilde Token Ring Ağlar için IEEE 802.5:Token Passing Ring Standartı IEEE 802.5 komitesi tarafından oluşturulmuştur.

Farklı bilgisayar sistemlerinin birbirleri ile iletişimini bir standarda oturtmak amacıyla Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) tarafından Açık Sistem Bağlantıları (OSI) referans modeli 1984 yılında ortaya çıkartılmıştır. OSI referans modelinde, iki bilgisayar sistemi arasında yapılacak olan iletişim problemini çözmek için 7 katmanlı bir ağ sistemi önerilmiştir. Bu katmanların en üstünde görüntü yada yazı şeklinde yola çıkan bilgi en altta ağlarda iletilebilecek elektrik sinyallerine yani 0 ve 1 lere dönüşür.

OSI referans modelindeki katmanlar ve görevleri kısaca şöyledir:

1) Fiziksel Katman (Physical Layer)

     Veri iletiminin hangi araçlarla yapılacağını belirten katmandır. Kablo türleri elektrik ve frekans ayarları bu katmanda yer alır.

2) Veri İletim Katmanı (Data Link Layer)

     Kurulan bağlantılarda akış kontrolü, hata düzeltme ve doğru mesaj sınırlamasının yapılması bu katmanın görevlerindendir. Köprüler bu katmanda çalışır.

3) Ağ Katmanı (Network Layer)

     Bağlantıyı sağlayan ve ulaşılmak istenen bilgisayara giden yolu bulan katmandır. Yönlendirme protokolleri bu katmanda çalışır.

4) Taşıma Katmanı (Transport Layer)

     Bu katman gelen bilgilerin doğruluğunu kontrol eder. Bilginin taşınması esnasında oluşan hataları yakalar ve bunları düzeltmek için çalışır.

5) Oturum Katmanı (Session Layer)

     İki bilgisayar üzerindeki uygulamaların birbirini farkettiği katmandır.

6) Sunum Katmanı (Presentation Layer)

     Gelen paketler bilgi haline dönüştürülür. Bilginin karakter set çevrimi veya değiştirilmesi, sifreleme, sıkıştırma vs. girişimlerini bu katman yapar.

7) Uygulama Katmanı (Application Layer)

     Kullanıcıya en yakın olan katmandır. Kelime işlemci, tablolama, veri tabanı programlar gibi uygulamalar bu katmanda çalışır.

Yine katmanlardan oluşan bir protokol kümesi olan TCP/IP hemen hemen OSI modeliyle aynı fonksiyonu görür fakat yedi yerine dört katmana ayrılmıştır ve günümüzde ağların ağı olarak bilinen Internet’in dayandığı protokol kümesi olduğu için OSI modelini gölgede bırakmıştır. TCP/IP’yi oluşturan katmanlar ve kısaca görevleri şöyledir.

1) Ağ Ulaşım Katmanı (Network Access Layer)

     Fiziksel ağ tipini belirleyen bu katman OSI modelindeki ilk iki katmana karşılık gelir. Veri iletim araçlarıyla, kullanılan ağ tipine göre asıl sinyallerin iletilmesi yani verinin transferi bu katmanda gerçekleşir.

2) Internet katmanı (Internet Layer)

     Bu katmanın görevi bir üst katmandan kendisine iletilen paketlere ağlar üzerinde yol (route) bulmaktır. Bu katmandaki protokoller IP, ICMP’dır.

3) Taşıma katmanı (Host-to-Host Transport Layer)

     Bu katman bilginin karşı tarafa ulaştırılmasından sorumludur. Bilgi kayıplarını ve hatalı mesajları önlemek için gerekli kontrolleri yapar. Bu katmanda TCP ve UDP olmak üzere iki önemli protokol yer alır.

4) Uygulama Katmanı (Application Layer)

    Kullanıcıların direk olarak temas halinde olduğu uygulamalar bu katmanda yer alır. Mesela elektronik posta dosya transferi uygulamaları gibi. Burada yer alan uygulamalar için çeşitli protokoller vardır. FTP, TELNET, SMTP bazı örnekler.

Kısa bir örnekle bu katmanların nasıl çalıştığına bakalım, detaylı bilgi için potokoller bölümüne bakınız.

SMTP elektronik posta (e-posta) servisi için bir uygulama protokolüdür. Bu protokol e-posta’nın bir bilgisayardan bir başkasına nasıl iletileceğini belirtir. Alıcı ve gönderenin adreslerinin belirlenmesi, posta içeriğinin hazırlanması gibi. Diyelim ki bir e-posta programıyla bir posta hazırladım. Adresler hazırlanıp belli bir formata konduktan sonra mesaj bir alt katmana iletilir. Taşıma katmanı mesajı bir kerede gönderemeyecek kadar büyükse segment denilen bölümlere ayırır. Bu katman segmentlerin doğru sırada ve hatasız yollanmasını sağlar. Segmentler bir alt internet katmanına iletilir. Bu katmanda paketler datagram olarak adlandırılır ve datagramlar yol bulması amacıyla başlama çıkış ve varış Internet adresleri eklenir ve ağ ulaşım katmanına verilir. Ağ tipine göre değişik şekillerde sinyaller halinde iletilen veriler karşı tarafta katmanlar arasında ters bir yol izleyerek yukarı çıkarlar ve karşıdaki insan kendi posta programıyla mesajı okur.

SNA IBM tarafından kendi bilgisayarlarının bağlantısı amacıyla geliştirilmiş bir protokoldür. Yedi katmanı olması sebebiyle OSI’yi andırır fakat görevleri itibariyle katmanlar OSI katmanlarından ayrılır. SNA tanımı ağları NAU (Network Addressable Units) denilen bölümlere ayırır, bunlar PU (physical Units), LU (logical Units) veya SSCP (Systems Service Control Points) olabilir. SSCP, bütün LU ve PU’lar arasındaki iletimi kontrol eder. PU’lar ağ üzerinde yer alan yazıcı, terminal, bilgisayar gibi donanım parçalarıdır. LU’lar ise sisteme giren (login) kullanıcılar ile uygulama programlarıdır. SNA yapısında SSCP görevini mainframe denen büyük bilgisayarlar yapar ağ ise sadece veriyi bu bilgisayara taşıyan bir yoldur.

BIOS, DOS’un (I/O calls) girdi çıktı rutinleri içeren parçasıdır. Uygulamalar bunları çağırarak girdi çıktı servisleri isterler. NetBIOS bu rutinleri genişleterek ağ üzerinden girdi çıktı yapılmasını sağlar. İlk olarak Sytek ağ arayüz kartında bir ROM üzerine yazılan NetBIOS bugün API (Application Programming İnterface) halini almıştır. IBM ve Microsoft’un NetBIOS’a yıllar geçtikçe yaptıkları eklemeler NetBEUI’yi çıkarmıştır (NetBIOS Extended User Interface). NetBEUI, NetBIOS API’si SMB (Service Message Block) protokolü ve NBF (NetBIOS frame) protokolü içerir. SMB, NetBIOS gibi uygulama programlarının ağ servislerine nasıl ulaşacağını belirten bir API’dir. NBF ise ağ üzerinde iletilmek üzere frameler oluşturur. NetBIOS aynı zamanda genel bir ifadedir NetBIOS kullanılan bir ağ anlamına da gelir. NetBIOS yönlendiricili bir protokol olmadığı için sadece bir ağ segmenti üzerinde kullanılabilir. Alt yapıda kullanılan ağ tipinin adres yapısına muhtaçtır. Bu yüzden küçük LAN’lar için çok uygun olmasına rağmen ağ büyüdükçe uygunsuz olmaya başlar.

Zaman içinde geçirdiği değişiklikler sebebiyle NetBIOS kelimesi kullanımı karışıklıklara sebep olabilir. Son haliyle NetBIOS, NBF protokolüne bağlı değildir. TCP/IP de dahil değişik protokoller üzerinde çalışabilir. TCP/IP üzerinde çalışanı NBT (NetBIOS over TCP/IP) olarak isimlendirilir. Örnek olarak Windows NT LAN bağlantısında NetBEUI ve WAN bağlantısında TCP/IP kullanılır.

IPX Novell firmasının geliştirdiği bir IP katman protokolüdür. Güvenilir olmayan (bu kontrolleri bir üst katmandaki SPX protokolü yapar) bağlantısız datagram transferine dayalı bir protokoldür. Datagramlar üzerinde yönlendirme uygulanabilir.

1.6 Ağ Yönetimi

Bir ağ kurulduktan sonra ağ yöneticisinin görevi ağın çalışmasını kontrol altında tutarak devamlı hizmette olmasını sağlamaktır. Ayrıca ağ yöneticisi ağ üzerinde çıkacak problemlere (mesela cihaz arızaları) karşı hazırlıklı olmalı ve çözüm süresini kısa tutmak için önceden tedbir almalıdır. Bu amaçla ağ yöneticisi ağ üzerindeki istemci ve veri iletim performanslarını devamlı izlemeli ve problemler iyice kötüleşmeden önlemeye çalışmalıdır. Ağı izlemek amacıyla ağ yöneticileri ağ yönetim yazılımlarından yararlanabilir. Bunlar Sun Net Manager ve HP Openview gibi yazılımlardır. Bu tür yazılımlar genelde SNMP (Simple Network Management Protocol) protokolünün kullanır. SNMP UDP ve IP protokollerini kullanır ve bu alanda oldukça popülerdir. SNMP için ağ yönetimi ve izleme bölümüne bakınız.