BİLGİSAYAR AĞLARI

İki ya da daha çok bilgisayarın bir birine bağlanmasına bilgisayar ağı (network) denir. Ağ içindeki bilgisayarlar birbiriyle iletişim kurabilirler, veri ve kaynakları paylaşırlar.

 

Ø OSI MODELİ

OSI modeli ISO tarafından geliştirilmiştir ve iki bilgisayar arasındaki iletişimin nasıl olacağını tanımlar. OSI Modeli herhangi bir donanım ya da network tipine özel değildir. OSI'nin amacı network mimarilerinin ve protokollerinin bir network ürünü bileşeni gibi kullanılmasını sağlamaktır.

ISO standartları network üzerindeki iletişimi sağlarken karmaşık bir yol izler. ISO standardı yedi katmana ayrılmıştır.

1.     Uygulama (Application)        : Kullanıcı uygulamalarına servis sağlar. (Dosya sunucusu)

2.     Sunum (Presentation)  : Kullanıcı uygulaması için verinin dönüşümünü sağlar. Veriyi yeniden düzenler.

3.     Oturum (Session)         : Sistemler arasındaki iletişimi sağlar. (NETBIOS)

4.     Taşıma (Transport)     : Temel network bağlantısı sağlayan 1 ve 3. katman ile uygulama iletişimini sağlayan 5 ve 7. üst üç katman arasındaki bu katman bu bölümleri birbirinden ayırır. (TCP)

5.     Ağ (Network)              : Network bağlantısını düzenlemek, devam ettirmek ve sonlandırmaktan sorumlu. (IP,Router)

6.     Veri İletim (Data Link)   : Fiziksel bağlantıyı sağlar. Veri frame'lerini düzenler. (Ethernet)

7.     Fiziksel (Physical)      : Veri iletimi ortamı düzeyinde verilerin elektrik sinyalleri olarak iletimini sağlar. OSI modelinin kullanımında en önemli şeylerden birisi kendi özel terminolojidir. (Kablolama)

Ø NETWORK PROTOKOLLERİ (TCP/IP)  

Protokoller iletişimin kurallarıdır. Bir network'teki iletişim kuralları protokoller tarafından düzenlenir. Diğer bir deyişle bilgisayarlar aynı ya da uyumlu protokolleri kullanıyorlarsa birbirleriyle iletişim kurabilirler. Çok sayıda protokol vardır. Ancak her birinin değişik amaçları vardır. OSI modeline göre veri iletiminde birçok protokol birlikte çalışır. Bu bileşime protokol kümesi (protocol stack) denir. Böylece bir protokol kümesinde farklı protokoller bulunabilir.

Başta Internet olmak üzere, farklı teknolojilere sahip networklerin olması, bağımsız olarak yönetilmesi ve geliştirilmesi gibi özellikleri TCP/IP protokolünün en yaygın kullanılan protokol olmasına neden olmuştur. Aslında TCP/IP protokolü diye adlandırmak çok doğru değildir. Çünkü TCP/IP çok sayıda protokol ve yardımcı programlardan oluşan bir protokol kümesidir (protocol stack)

TCP protokolü connection-oriented olarak adlandırılan ve iki bilgisayar arasında veri transferi yapılmadan önce bağlantının kurulması ve veri iletiminin garantili olarak yapıldığı bir protokoldür. TCP iletişiminde veri paketleri kullanılır. Ayrıca gönderen ve alan uygulamalarda da port bilgisi eklenir. Port (çıkış), kaynak ve hedef uygulamanın iletişimini sağlar. IP hedef bilgisayarın network üzerindeki yerini bulur. Paketlerin adreslenmesi ve network üzerindeki bilgisayarlar arasında yönlendirilmesini sağlar.

IP iletimi de UPD gibi gönderimin garanti edilmediği connectionless türü bir iletişim kurar. IP, iki bilgisayar (aygıt) paketlerin yönlendirilmesini sağlayan bağlantısız bir protokoldür. Bağlantısız (connectionless) olması oturumun iletişimden önce kurulmamasıyla ilgilidir. Bununla birlikte veri iletimindeki başarı da garantili olmaz. İletimin garantisi daha üst düzey protokol olan TCP ile sağlanır.

Ø AĞ TEKNOLOJİLERİ

2.   Ethernet: Ethernet, verilerin kabloyla iletilmesi sağlayan bir teknolojidir. Bu iletimde CSMA/CD tekniği kullanılır. Bu erişim yönteminde network üzerindeki bütün bilgisayarlar network kablosunu sürekli kontrol ederler. Kablonun boş olduğu algıyan veriyi gönderir. Bu arada eğer kabloda veri varsa o zaman veri hedefine ulaşıncaya kadar beklenir. İki bilgisayarın paketleri kabloda karşılaşırlarsa çarpışma (collision) oluşur.

3.   Token Ring: Token Ring ağlar bir yıldız yerleşim biçimi olarak kurulurlar. Bilgisayarlar merkezi bir hub'a bağlanırlar.  Ancak bilgisayarlar bir halka üzerinde yerleşmiş gibi birbirleriyle ardışık iletişim kurarlar. Buna mantıksal olarak halka denir. Bir bilgisayarın veri iletimi ile ilk token ağ üzerinde dolaşmaya başlar. Ağ üzerinde aynı anda bir token dolaşabilir. Veri iletecek bilgisayar kendi token'ını ağ üzerinde dolaştırarak verisini iletir. Alıcı bilgisayar veri paketini yakarlar. Ardından yeni bir token ağ üzerinde dolaşmaya başlar.

4.   ATM: Asynchronous Transfer Mode (ATM) paket anahtarlama temeline göre çalışan bir teknolojidir. Genellikle WAN'larda kullanılır, ancak LAN'larda da kullanılır. ATM ile uzak ofislerin iletişimi sağlanır ya da ATM bir omurga (bacbone) oluşturmada kullanılır.

5.   FDDI: Yüksek hıza gereksinim duyan ağlarda kullanılır. 100 Mbps hızında token-passing erişim tekniğine sahiptir ve fiber-optik kablo üzerinden iletişim sağlar. Erişim yöntemi olarak token geçirme tekniği kullanılır.

6.   Frame Relay: ATM gibi paket anahtarlama tekniğini kullanan bir ağ türüdür. Genellikle WAN ağlarında ve fiber optik bağlantılar üzerinde kullanılır. Geniş alanda gönderilen paketlerin yolunun en kısa şekilde bulabilecek özelliktedir. Frame Relay ağlarında point-to-point (noktadan noktaya) yöntemi kullanılır. Bu yöntem değişken büyüklükte olan paketlerin bir bilgisayardan diğerine gönderilmesine izin verir. Böylece birçok bilgisayar arasında gezilmenin önüne geçilir.

Ø AĞLARI GENİŞLETMEK

1.   REPEATER: Repeater’lar elektronik sinyalleri güçlendiren aygıtlardır. Repeater bir sinyali aldığında onu orijinal gücüne ve durumuna getirir. Repeater'lar fiziksel olarak çalışan aygıtlardır. OSI fiziksel katmanda çalışırlar. Sinyaller belli bir mesafe yol kat ettiğinde zayıflarlar. Anlaşılmaz hale gelen bu sinyaller daha uzak yerler gönderilmek üzere repeater'dan geçirilirler. Repeater’lar networkün uzunluğunu artırır. Böylece networke bağlanan aygıt sayısını artırır.

2.   BRIDGE: Bridge’ler data-link katmanında çalışırlar. Fazla karmaşık aygıtlar olmayan bridge'ler gelen frame'leri (veri paketleri) alır ve yönlendirirler. Bridge'ler fiziksel bağlantının yanı sıra network trafiğini kontrol eden aygıtlardır. Bir segment'teki trafiği o segment içinde yerel yaparak sinyallerin daha uzun zamanda yerine gitmesini engellerler.

3.   ROUTER: Routing verilerin network'ler arasında taşınması işlemidir. Bu işlem brigde'ler tarafından da yapılır. Aralarındaki fark ise bridging işlemi OSI 2. katmanında (data-link) gerçekleşirken, routing işlemi OSI 3. katmanında (network) gerçekleşir. Router'ler network'leri birbirine bağlayan aygıtlardır.  Router'lar görevi network'ler arasındaki iletişimi yönlendirmektir. Router'lar verinin iletiminde en uygun yolu bulurlar. Network trafiğini düzenlerler ve herhangi bit segment'in fazla yüklenmesini engellerler. Bu işleme "load balancing" denir

4.   GATEWAYS: Bridge ve router'lar bir OSI katmanında çalışmalarına rağmen gateway'ler birden çok OSI katmanında çalışırlar. Bu nedenle gateway'ler değişik mimarili ve farklı protokollere sahip bilgisayarların kullanıldığı alt network'lerde kullanılırlar.

5.   MULTİPLEXER : Multiplexing birçok kesikli sinyalin tek bir iletişim kanalı üzerinde birleştirilerek iletilmesi tekniğidir. İletişim maliyetlerini azaltmak için kullanılır. Multiplexing herhangi bir OSI düzeyinde yapılabilir. Multiplexing sayesinde fiziksel ortamdan daha fazla yararlanılır.

6.   HUB :Bir hub aygıtı LAN'ın mimarisini değiştirmez. Kullanıcıların LAN'a katılmasını sağlar. Hub aygıtı genellikle LAN istasyonlarının bağlandığı bir kutudur. Hub'ların bir kısmı sadece bağlantıyı sağlarken, bir kısmı gelişmiş sorun giderme yeteneklerine sahiptir. Bazıları da sinyalleri güçlendirerek network'ün hızını artırırlar.