Bilgisayar Ağları. Bilgisayar Ağları. Ağ Kavramı. Bilgisayar Ağları. Ağ Kavramı Ağ Nedir?

Transkript

1 Bilgisayar Ağları Bilgisayar Ağları Ağ Kavramı OSI Referans Modeli Ağ Topolojileri TCP/IP Çerçeve Yapısı Doğrusal, Yıldız, Halka, Ağaç, Örgüsel Ağ Tasarım Yazılımları Ağ Türleri Ağ Kabloları LAN, MAN, WAN Kablo Tipleri: UTP, STP, Fiber optik Ağ Bağlantı Tipleri Ağ Tasarım Aletleri Kablolu, Kablosuz Ağ Cihazları Ağ Arabirim Kartı, Anahtar/Dağıtıcı, Yönlendirici, Modem, Erişim Noktası, Tekrarlayıcı Kablolama Standartları: 568A, 568B Kablo Bağlantı Türleri: Düz (patch), Çapraz (cross) Kablo Test İşlemleri ve Cihazları Bilgisayar Ağları Ağ Kavramı Ağ Nedir? Birden çok bilgisayarı birbirine bağlanarak kaynakları paylaşmaktır. Kaynaklar Nelerdir? Hard disk Faks\modem Yazıcı Yedekleme Ünitesi Vb Ağ Nedir? Birden çok bilgisayarı birbirine bağlanarak kaynakları paylaşmak yöntemiyle oluşturulan çalışma biçimine bilgisayar ağı denir. Ağ içindeki bilgisayarlar birbiriyle iletişim kurabilirler ve veri paylaşırlar. Bilgisayar ağı, birbirine bağlı bir çok bağımsız bilgisayar anlamına gelir. İki bilgisayarın birbirinin kaynaklarını (diskini ya da diskinde yer alan bilgilerini) paylaşabilmesi ve konuşabilmesi onların birbirine bağlı olduğunu gösterir. Ağ Kavramı Ağlar ve ağ kurma işlemleri, son 15 yıldır çok hızlı bir şekilde büyümektedir. Bunlar, veri ve yazıcı paylaşımı gibi temel vazgeçilmez kullanıcı ihtiyaçlarındaki büyük artışla beraber, video konferans gibi daha ileri talepleri yakalayabilmek için ışık hızında gelişme göstermişlerdir. Ağ kaynaklarını paylaşmaya ihtiyaç duyan herkes aynı ofis ortamında bulunmadığı sürece (gittikçe artan bir durum) yapılması gereken, tüm kullanıcıların bu ağların kaynaklarını kullanabilmeleri için birçok ağı birbirine bağlamaktır. 1

2 Neden Ağ Kurulumuna Gerek Duyulmuştur? Kaynakların Paylaşmak Bilgiyi Paylaşmak Yazılımda Standartlaşma Ağın Avantajları Programların ve dosyaların paylaşımı Ağ kaynaklarının paylaşımı Hata Toleransı Disk Önbelleği Elektronik posta Bir çalışma grubunun yaratılması Merkezi yönetim Kayıt Koruma Güvenlik Uzak Erişim Kişisel bilgisayar kullanımının ekonomik olarak artırımının sağlanması Ağın Dezavantajları Ağ Topolojileri İlk kurulum maliyetinin yüksek olması Ağın sürekli olarak bakımı Sürekli olarak arıza giderimi Ağı yöneten ana makine Yönetim ve Güvenlik Bir ağdaki bilgisayarların nasıl yerleşeceğini, nasıl bağlanacağını, veri iletiminin nasıl olacağını belirleyen genel yapıdır. Topoloji, bilgisayar ağını oluşturan bileşenlerin, uç ve ara düğümlerin birbirlerine bağlanmasını gösteren bir çeşit ağ haritası dır. Ağ Topolojisini Seçerken Neler Göz Önünde Bulundurulur? Kurulum kolaylığı Yeniden düzenleme kolaylığı Hata giderme kolaylığı Ortamdaki bir problemden etkilenen birim sayısı Ağ Topoloji Türleri Yerel Alan Ağları (LAN) Doğrusal (Bus Topology) Halka (Ring Topology) Yıldız (Star Topology) Geniş Alan Ağları (WAN) Ağaç (Tree Topology) Örgüsel (Mesh Topology) 2

3 Doğrusal(Bus)-Halka(Ring)- Yıldız(Star) Doğrusal (Bus) Topoloji Bir kablo yol olarak düşünülürse, bu yol üzerindeki her bir durak ağda bir düğümü (node-terminal/cihaz) temsil etmektedir. Bu tek kabloya; bölüm (segment), omurga (backbone), trunk denilebilir. Doğrusal (Bus) Topoloji Halka (Token Ring) Topoloji Avantajları: Ağa bir bilgisayarı bağlamak oldukça kolaydır. Daha az uzunlukta kablo gerektirir. Dezavantajları Omurga kabloda bir bozulma veya kesilme olursa tüm ağ bağlantısı kesilir. Sinyalin yansımasını durdurmak için kablonun her iki ucuna sinyali emen terminator (sonlandırıcı) ler yerleştirilir. Ağda sorun olduğunda sorunun nerden kaynaklandığını bulmak zaman alıcı olabilir. Tek başına tüm bir binanın ağ çözümü için genellikle kullanılmamaktadır. Ağa daha fazla bilgisayar bağlandığında yavaşlar. IBM tarafından geliştirilmiştir. Mantıksal olarak bir daire şeklinde tüm düğümlerin birbirine bağlanması. Token (Jeton) (3 byte lık) bu düğümler arasında dolaşan bilgidir. Halka (Token Ring) Topoloji Halka (Token Ring) Topoloji Elektrik sinyali tek yönlüdür. Gelen kablo alıcı giden kablo göndericidir. Her noktada sinyal kuvvetlendirilir. Şu anda halka topolojilerde UTP, STP kablo kullanılmaktadır. 3

4 Halka (Token Ring) Topoloji Yıldız (Star) Topoloji Avantajları: Verilerin birbirleriyle çarpışma olasılığı düşüktür Herhangi bir sonlandırma işlemi yapılmaz. Dezavantajları: Halka içersindeki bir bilgisayar bozulursa tüm ağ bağlantısı kesilir. Star yerleşim biçiminde bilgisayarlar merkezi biçimde konumlandırılan bir hub'a bağlı olarak çalışırlar. Yıldız (Star) Topoloji Yıldız (Star) Topoloji Bilgisayarlar tarafından üretilen sinyaller önce hub'a ulaşırlar ardından diğer bilgisayarlara ulaştırılırlar. Star topoloji bugün UTP (genellikle Twisted- Pair kablo) kablo ile birlikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Avantajları: Ağı kurmak kolaydır Bir bilgisayara bağlı kablo bozulduğunda ağın çalışması etkilenmez. Ağdaki sorunları tespit etmek kolaydır. Dezavantajları Doğrusala göre daha fazla uzunlukta kablo gerektirir. Hub veya Switch bozulduğunda tüm ağ çalışmaz hale gelir. Hub ve Switch gibi cihazlar nedeniyle doğrusala göre kurulumu daha pahalıdır. Ağ Topoloji Türleri Ağaç (Tree) Topoloji Yerel Alan Ağları (LAN) Doğrusal (Bus Topology) Halka (Ring Topology) Yıldız (Star Topology) Geniş Alan Ağları (WAN) Ağaç (Tree Topology) Örgüsel (Mesh Topology) Genellikle yıldız topolojisindeki ağları birbirine bağlamak için kullanılır. Böylece ağlar büyütülebilir. Hiyerarşik topoloji olarak da anılır. Sistemin sorumluluk seviyesi kökten dallara azalır. 4

5 Ağaç (Tree) Topoloji Avantajları: Her bir bölüme (segment) ulaşmak kolaydır Bir çok çalışma grubu bir araya getirilebilir. Dezavantajları Her bir bölümün uzunluğu kullanılan kablo ile sınırlıdır. Omurga kablosu bozulduğunda bölümlerdeki ağ trafiği etkilenir. Kurulumu ve düzenlenmesi daha zordur. Örgüsel (Mesh) Topoloji Sistemlerin birbirine bağlanmasında çoğunlukla bir desen veya geometrik düzen göz önüne alınmaz Örgüsel (Mesh) Topoloji Özet Yeni bir sistem genel olarak kendisine en yakın mesafede olan veya maliyeti en optimum olan düğüme bağlanarak ağa eklenir. Örnek olarak internet ağ altyapısı örgüsel topolojidedir. Topoloji Kurulum Düzenleme Sorun çözme Veri aktarımında problem Doğrusal Çok kolay Kısmen zor Zor Tek bir kablo, kabloda problem veri aktarımını etkiler Halka Kısmen Kolay Kısmen zor Kolay Halkadaki bozukluk veri aktarımını etkiler Yıldız Kolay, ancak zaman alıcı Kolay Kolay Tek bir kablodaki bozukluk bir pc yi etkiler Ağaç Zor Zor Kolay Oldukça az Örgüsel (Mesh) Zor Zor Kolay Oldukça az Ağ Sınıflamaları Mimariye göre; İstemci Sunucu mimarisi Türdeş mimari Ölçeğe göre; LAN MAN WAN Ölçeklerine Göre Ağlar Ağlar büyüklüklerine göre LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network ) ve MAN (Metropolitan Area Network) olmak üzere üçe ayrılırlar. 5

6 Ölçeklerine Göre Ağlar Ağların Kıyaslanması Yerel Alan Ağları Metro Alan Ağları Birbirine yakın yerlerde konumlandırılmış ve kablolar ile fiziksel olarak birbirlerine bağlanmış yapıdaki networkler LAN olarak adlandırılırlar. Örneğin bir binada bulunan bütün bilgisayarların birbirlerine bağlanmasıyla oluşan yapı bir yerel alan ağıdır. MAN ise, kavram olarak açıklaması zor olmakla birlikte, örneğin bir şehir ya da bir bölgenin iki ayrı LAN ile birleşmesi gibi düşünülebilir. Örnek vermek gerekirse birden fazla şubesi bulunan bir bankanın kullanabileceği bir yapı diyebiliriz. Geniş Alan Ağları Internet İki yada daha fazla LAN ın birbirlerine kiralık hatlar, fiber optik ya da uydular üzerinden birbirlerine bağlanmasıyla oluşan yapı ise Geniş Alan Ağı (WAN) olarak adlandırılır. Burada bilgisayarların fiziksel olarak birbirlerine yakın olmalarına gerek olmadığı gibi çok uzakta olabilirler. İnternet, birçok bilgisayar sistemini birbirine bağlayan, dünya çapına yayılmış olan bir iletişim ağıdır. Bu ağ sadece herhangi bir kuruluşa, gruba ya da ülkeye ait değildir. İnternet in çıkış noktası, ABD Savunma Bakanlığı bünyesindeki İleri Araştırma Projeleri Ajansı (ARPA Advanced Research Projects Agency) nın 1969 yılında kurduğu ARPANET ağıdır. Türkiye, İnternet e Nisan 1993 ten beri bağlıdır. İlk bağlantı ODTÜ den gerçekleştirilmiştir. Bu ilk hat uzun zaman tüm ülkenin tek çıkışı olarak kalmıştır. 6

7 Protokol Ethernet Teknolojileri İletişim protokolü veya ağ protokolü, iki bilgisayar arasındaki iletişimi sağlamak amacıyla verileri düzenlemeye yarayan, standart olarak kabul edilmiş kurallar dizisidir. İki sistem arasında iletişim için kullanılan dili, yani mesajlaşma kurallarını belirtir. "Dil" yerine "protokol" kelimesinin seçilmiş olmasının sebebi, bu kelimenin programlama dili terimi tarafından önceden kullanılıyor olmasından kaynaklanır. Ethernet, LAN lar için günümüzde yaygın olarak kullanılan bir protokoldür. Bilgisayarların bir networke bağlanıp veri alışverişinde bulunabilmesini sağlayan elektronik devredir. Farklı yerlerde Ethernet kartı, network kartı, ağ kartı yada NIC şeklinde isimlendirmeleri yapılmıştır. NIC : Network Interface Card MAC adresi (Media Access Control) İpconfig komutu Her Ethernet kartının üretimden itibaren kendine ait farklı bir tanımlama numarası vardır ve bu sayede diğer bütün kartlardan ayırt edilebilir. Bu tanımlama numarasına MAC adresi ya da Fiziksel Adres denir ve 6 oktet, 48 bitten oluşur. Bu 6 oktetin ilk 3 okteti Internet Assigned Numbers Authority (IANA) tarafından belirlenir. Bir firma Ethernet Kartı üretmeye karar verirse ilk başvuracağı yer IANA dır. IANA firmaya o firmanın ID si gibi düşünebilecek 3 oktetli bir sayı verir son okteti de firmaya bırakır. Bu şekilde bir standart sağlanırken aynı MAC adresine sahip Ethernet kartlarının üretilmesi de engellenmiş olur. Bir bilgisayarın MAC adresi komut satırında ipconfig /all yazılara öğrenilebilir. ARP (Address Resolution Protocol) Bir sistem yöneticisi kendi bilgisayarından diğer bilgisayarların MAC adreslerini de öğrenmek isteyebilir. Sözgelimi DHCP ile ip konfigürasyonunu dağıtmak ve bazı bilgisayarların her seferinde aynı ip yi almasını sağlamak için MAC adreslerini kullanarak DHCP nin Reservations özelliğini kullanmak isteyen bir yöneticinin her bilgisayarı tek tek dolaşarak ipconfig komutunu kullanması ve MAC adreslerini not alması çok uzun ve yorucu olur. Bu durumda sistem yöneticilerinin yardımına ARP (Address Resolution Protocol) protokolü yetişir. arp -a Bir bilgisayara en az bir kere ulaşmış olmak kaydıyla, komut satırında arp a yazılarak o bilgisayarın MAC adresi öğrenilebilir. 7

8 Ethernet frame Ethernet teknolojiler IEEE standardi ile tanilanmistir ve ethernetin datayi frame ler halinde tasidigi soylenebilir. Genel olarak ethernet frame leri asagidaki gibidir. Frame yapısı Destination ve Source adresler hedef ve kaynak cihazların fiziksel adreslerini ifade eder. FCS değeri ise datanın sağlıklı iletilip iletilmediğinin kontrol edilmesini sağlayan bir değerdir. Ağ Bağlantı Tipleri Kablosuz Ağ Teknolojisinin Doğuşu Kablolu Kablosuz İkinci Dünya Savaşında ABD ordusu veri transferi için ilk defa radyo sinyallerini kullandı. Wi-Fi ağı veya WLAN Bu gelişme 1971 yılında Hawaii Üniversitesindeki bir grup araştırmacıya ilham kaynağı oldu ve ilk paket tabanlı radyo iletişim ağını kurmalarını sağladı. Adı ALOHNET olan bu ağ, bilinen ilk kablosuz yerel iletişim ağı (Wireless Local Area Network - WLAN) oldu. Wireless (Kablosuz) Ağlar Kablosuz ortamlar; radyo dalgalarını (HomeRF), kızılötesi ışınları(infrared Data Association-IrDA) mikro dalgaları (BlueTooth) kullanarak veri iletirler ve alırlar. Bu ortamda fiziksel bağlantıya ihtiyaç yoktur. Kablolu network sisteminin uygun olmadığı (kablolamanın zor olduğu yerlerde) durumlarda bu ortamı kullanmak iyi bir seçenektir. Kızılötesi- (Infrared Data Association-IrDA) Çok düşük frekanslı kızılötesi ışık dalgaları yoluyla birbirini gören iki nokta arasında iletişim sağlar. Bir kaç metreyi aşmayan kısa uzaklıklar için kullanılır. Taşınabilir bilgisayarlarda veri iletişimi, kişisel bilgisayarlarda fare, yazıcı gibi aygıtları kullanmak amacıyla kullanılır. 1-4 Mbps veri iletişim hızlarındadır. 8

9 Bluetooth Wi-Fi (Wireless Fidelity - Kablosuz Bağlantı)-WLAN Bluetooth, kablosuz kısa-mesafeli, ses ve veri haberleşmesini sağlamak için oluşturulmuş bir sistemdir. Cep telefonları, PDA'lar, bilgisayarlar ve çevre birimlerini birbirine bağlamak için kullanılan kısa mesafe standardıdır. Bluetooth sistemi farklı dijital sistemler arasında kısa mesafede bilgi alışverişini sağlar. Temel olarak aygıtları birbirine bağlayan kablolardan kurtulma amacıyla çıkarılmıştır. Küresel olarak yaklaşık 10m ye kadar bilgi iletebilir. Veri iletim hızı 1 Mbps'dir. LAN düzeyinde internet erişimi sağlayan kablosuz bağlantı tipidir. 150m ye kadar bağlantı sağlayabilir. Bilgisayarların yüksek hızda ve geniş bir menzilde bilgisayar ağı oluşturması amacıyla çıkarılmıştır. IEEE b olarak da bilinir. Bluetooth dan 10 kat daha hızlı ve menzili 10 kat daha fazladır. Kapsama alanına göre veri transfer hızları 150 m de 1 Mbit/s 100 m de 5.5 Mbit/s 80 m de 8 Mbit/s 50 m de 11 Mbit/s Bluetooth ile Wi-Fi Arasındaki Farklar Wi-Fi (802.11b) Bluetooth Tasarım Mantığı Hızlı ve Ethernet Uyumlu Ucuz, Küçük, Düşük Enerjili Güç İhtiyacı Her bir alıcı chipin maliyeti Kapsama Alanı Data Çıkış Gücü Yüksek. Telefon veya PDA cihazlarındaki batarya için fazla bir enerji gereksinimi Şimdilik yaklaşık olarak $90 ve düşmeye devam ediyor. 250m-1Km arası, bölge koşullarına bağlı. 2 ile 11MB arasında (çok yakında 56MB) Düşük. Telefon veya PDA cihazlarında etkili bir şekilde çalışır. $10 ın altında ve düşmeye devam ediyor. 25m den küçük bir alan 1.2MB Uydu Mikrodalga anten istasyonlarının mesafe sınırlarından kurtulmak için, dünya yörüngesine oturtulan uyduların mikrodalga istasyonu olarak kullanılmasıdır. Uydular ve yerüstü mikrodalga anten istasyonları arasında veri iletişimi sağlar. Standartların Kıyaslanması Kablolu ve Kablosuz Ağların Ortak Kullanımı 9