HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR AĞLARI LABORATUVARI DENEY 1

Transkript

1 HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR AĞLARI LABORATUVARI DENEY 1 Yerel Ağlar (LANs) ve Ethernet ÖN BİLGİ Yerel Ağ ve Ethernet Bilgisayar ağları, yerel ve geniş alan ağları olarak iki sınıfta ele alınır. Yerel ağ, bir kurumun coğrafi yakınlıktaki bilgisayar sistemlerini, iletişim kurmak üzere, göreli ucuz altyapıya dayalı bir biçimde bütünleştiren ağa verilen addır. Bilgisayar sistemleri ve iletişim gereçlerinden oluşur. Sözkonusu iletişim gereçleri günümüzde anahtar niteliklidir. Uç bilgisayar sistemleri ve bunların bağlı olduğu anahtarlar bütünü, yönlendirici nitelikli bir gereçle sonlanarak yerel ağı oluşturur. Anahtar Yineleyici Yönlendirici Standart Gösterim Anahtar Yerel Ağ Kesimi Anahtar Trunk Link Fast Ethernet 1 Gbps Anahtar Çizim-1.1. Örnek Bir Yerel Ağ Görünümü Yerel ağlar, kurumun sahipliğinde ve işletim sorumluluğundadır. Başka bir deyişle, geniş alan ağlarının (kısaca geniş ağların) tersine, bilgisayarlar arası bağlantıların yapılması (örneğin kabloların döşenmesi), donanımlarının kurulması, işletilmesi tümüyle kuruma aittir. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 1

2 Ethernet dünyada en yaygın kullanılan yerel ağ standartıdır. Ethernet standartı, genelde ortak eksenli (coax) bir kabloya ya da yineleyici nitelikli bağlantı kutusuna /kutularına (repeater hub) ya da anahtar(lar)a (switch) bağlı bilgisayar sistemlerinin birbirlerine veri çerçeveleri (frame) göndermede uymak zorunda oldukları kuralları belirler (Çizim-1.1). Bu bağlamda, iletişimin yayın (broadcast) nitelikli olduğu söylenir. Başka bir deyişle, bir bilgisayarın gönderdigi çerçeveler, yayın alanı içindeki tüm bilgisayarlara ulaşır. Çerçeve başlığında (Çizim 1.2), hedef bilgisayar olarak adresini tanıyan sistem çerçeveyi alır; diğerleri çerçeveyi gelmemiş varsayarlar. Çizim 1.2. Ethernet Çerçevesi (RFC89) Yineleyici ya da Anahtar Bir bilgisayarın gönderdigi çerçevelerin ulaştığı bilgisayar kümesine yayın alanı (broadcast domain) adı verilir. Eğer, yerel ağı oluşturmada yineleyiciler (repeating hub 1 ) kullanılmışsa, yerel ağı sonlandıran yönlendiriciye kadar tüm ağ yayın alanı içinde yer alır. Zira yineleyiciler bir ayaklarına gelen bir çerçeveyi, hiçbir yorum yapmadan, diğer tüm ayaklarına aktarırlar. Böylece bir bilgisayarın bağlı olduğu yineleyiciye gönderdiği çerçeve, varsa, diğer yineleyiciler üstünden tüm ağa (ağdaki bilgisayarlara) yayılır. Yerel ağı oluşturmada anahtarların kullanılması durumunda, iletişim yayın nitelikli olmaktan çıkar. Başka bir deyişle, anahtar, eğer bir ayağına gelen çerçeve, diğer bir ayağına bağlı bilgisayara yönelikse bu çerçeveyi, salt ilgili kapıya gönderip diğer 1 Repeater ve Repeating Hub arasında ayrım vardır. 2 ayaklı yineleyiciye, kısaca repeater, bağlantı kutusu biçimindeki (çok ayaklı) yineleyiciye ise repeating hub denmektedir. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 2

3 ayaklarına ve bağlı olduğu diğer anahtarlara iletmez 2. Aktarıma konu olan çerçeve, kendi ayaklarından birine bağlı bir bilgisayara yönelik değilse, o zaman, sözkonusu çerçeveyi, bağlı olduğu diğer anahtar(lar)a aktarır. Bunu yapabilmek için, anahtarın, çerçeve içeriklerini okuyup yorumlama ve sonuca göre davranabilme anlayışında olması gerekir. Buna köprü (bridge) işlevi de denir. Bu tür anahtarlara, çerçevelerin ele alındığı katmanla (Veri Bağlantı -Data Linkkatmanıyla) ilişkili olarak, ikinci katman anahtar (L2) adı verilir. İkinci katman anahtarlar, değişik ayaklarına bağlı yerel ağ alt kesimleri (LAN segments) arası köprü (transparent bridge) işlevlerini de yerine getirirler. Laboratuvarda kullanacağınız anahtarlar ikinci katman anahtarlardır. Çizim 1.3. TCP/IP ve Değişik Protokol ve İlgili Katmanları TCP/IP Bağlamında Paket Aktarımı Veri bağlantı katmanına (LLC boşsa salt MAC), Ağ (IP) katmanından, aktarılmak üzere bir paket geldiğinde, bu paketin sadece gideceği hedef IP adresi bilinir (ağ katmanı, paketle birlikte hedef IP adresini de, argüman olarak sağlar). Ancak veri bağlantı katmanı MAC adresleri olarak adlandırılan fiziksel adreslerle çalışır. Bu 2 Ethernet bağlamında kimi çerçeveler yayın çerçeveleri (broadcast frames) olarak nitelenir. Bunlar yayın alanı içindeki tüm bilgisayarlara ulaştırılmak durumundadır. Bu nedenle anahtarlar, bir ayaklarından gelen yayın çerçevelerini diğer tüm ayaklarına yansıtırlar. Bu bağlamda, ileride açıklanacak ARP/RARP çerçeveleri yayın niteliklidir. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 3

4 nedenle bilinen IP adresinden MAC adresinin elde edilmesi gereklidir. Bu, ARP (Address Resolution Protocol) olarak bilinen bir düzenekle gerçekleştirilir 3. Bu bağlamda, bir paket, çerçeveye dönüşüp gönderilmeden önce, ilgili sistem tarafından, yerel ağdaki tüm bilgisayarlara, yayın (broadcast) nitelikli bir ARP sorgu çerçevesi gönderilir. Bu çerçevenin hedef adres kesiminde tüm bitleri bire kurulu ve yayın türünü gösteren değer yer alır. İçeriği ilgili MAC adresi sorgulanan IP adresini taşır. Böyle bir çerçeve tüm sistemler tarafından işleme konur. Çerçeve içinde gelen IP adresini tanıyan sistem, kendi MAC adresini yanıt olarak döndürür. Anahtarlar, ayakları üzerinden gelen yayın nitelikli bu tür çerçeveleri diğer tüm ayaklarına aktarırlar. Sanal ağ 4 seçeneğinin kullanılmadığı durumlarda, bu tür çerçeveler için yayın alanı (broadcast domain), anahtar-yineleyici farkı gözetilmeksizin tüm yerel ağdır. 3 ARP protokolunun yanı sıra, bir de RARP (Reverse Address Resolution) protokolu bulunur. Bunun yerine getirdiği işlev MAC adresinden IP adresine geçiştir. Ağ içinde işletim sistemini diğer bir bilgisayardan yüklemek durumunda olan disksiz sistemlerin kullandığı bir uygulamadır. Burada, daha ayrıntılı olarak ele alınmayacaktır. 4 Sanal Ağ seçeneği Deney 2 de incelenecektir. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 4

5 DENEY ÇALIŞMALARI Yineleyicilerin Kullanıldığı Deney Ortamı Çizim 1.4. Yineleyicilerin Kullanıldığı Deney Ortamı 1. Her bilgisayar sisteminde, Çizelge 1.1 de belirtilen kurma işlemlerini yapınız. DNS sunucu adresi olarak Asistan bilgisayarının adresini kullanınız. Bilgisayarınızı (Çizim 1.4 e göre), grubunuza ilişkin yineleyici bağlantı kutusuna (Hub) bağlayınız. Çizelge 1.1. Kurma Bilgileri Bilgisayar Adı IP Adresi Alt Ağ Maskesi B11 - B B21 - B B31 - B B41 - B Asistan Her bilgisayar sisteminde, Ağ Çözümleyici (Network Analyser-örneğin wireshark) nitelikli uygulama programı promiscuous modda çalışırken, önce, (Çizim 1.4 e göre) B11 numaralı bilgisayardan (1. Grup), asistan bilgisayarına, ping programı ile, argüman olarak hem simgesel adını, hem de doğrudan IP adresini kullanarak Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 5

6 bağlantı yapınız. Bu bağlamda, tüm bilgisayarların ağ bağlantılarına ulaşan ethernet çerçevelerini kaydediniz. Çerçeveleri, sırayla ayrı ayrı inceleyip yorumlayınız. Bunu yaparken, ARP ve DNS düzenekleri de dahil olmak üzere, ping programının işlem akışını irdeleyiniz. Kaydettiğiniz çerçeveleri saklayınız; bunlara ve bunlar hakkında yaptığınız yorumlara Deney Raporu nuzda yer veriniz. Aynı işlemi (diğer gruplar için), sırayla, B21, B31 ve B41 numaralı bilgisayarlardan asistan bilgisayarına, ping programı ile bağlantı yaparak yineleyiniz. 3. Her bilgisayar sisteminde, Ağ Çözümleyici nitelikli uygulama programı promiscuous modda çalışırken, asistanınızın belirlediği küçük boyutlu bir kütüğü, ftp programı ile asistan bilgisayarından B11 numaralı bilgisayara indiriniz. Bu bağlamda tüm bilgisayarların ağ bağlantılarına ulaşan ethernet çerçevelerini kaydediniz. Çerçeveleri ayrı ayrı inceleyip yorumlayınız. Bunu yaparken, ARP ve DNS düzenekleri de dahil olmak üzere, ftp programının işlem akışını irdeleyiniz. Kaydettiğiniz çerçeveleri saklayınız; bunlara ve bunlar hakkında yaptığınız yorumlara Deney Raporu nuzda yer veriniz. Aynı işlemi (diğer gruplar için), sırayla, B21, B31 ve B41 numaralı bilgisayarlar için yineleyiniz. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 6

7 Anahtarların Kullanıldığı Deney Ortamı Çizim 1.5. Anahtarların Kullanıldığı Deney Ortamı 5 4. Her bilgisayar sisteminde, Ağ Çözümleyici (Network Analyser-örneğin wireshark) nitelikli uygulama programı promiscuous modda çalışırken, önce, (Çizim 1.5 e göre) B11 numaralı bilgisayardan (1. Grup), asistan bilgisayarına, ping programı ile, argüman olarak hem simgesel adını hem de doğrudan IP adresini kullanarak bağlantı yapınız. Bu bağlamda tüm bilgisayarların ağ bağlantılarına ulaşan ethernet çerçevelerini kaydediniz. Çerçeveleri, sırayla ayrı ayrı inceleyip yorumlayınız. Bunu yaparken, ARP ve DNS düzenekleri de dahil olmak üzere, ping programının işlem akışını irdeleyiniz. Kaydettiğiniz çerçeveleri saklayınız; bunlara ve bunlar hakkında yaptığınız yorumlara Deney Raporu nuzda yer veriniz. 5 Cisco anahtarlar IOS işletim sistemi altında çalışan sistemlerdir. Bu işletim sisteminin komutları kullanılarak anahtarlar üzerinde yapılandırma işlemleri yürütülebilmektedir. Yapılandırma, anahtarların yerine getirebildiği işlevlerden kimilerinin seçilmesi, bağlantı kapılarına ilişkin ayarların yapılması gibi işlemlere verilen addır. Bu deney kapsamında, anahtarları, ayarları daha önceden yapılmış olarak bulacağınızdan yapılandırma işlemlerini konu etmeniz istenmeyecektir. Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 7

8 Aynı işlemi (diğer gruplar için), sırayla, B21, B31 ve B41 numaralı bilgisayarlardan asistan bilgisayarına, ping programı ile bağlantı yaparak yineleyiniz. 5. Her bilgisayar sisteminde, Ağ Çözümleyici nitelikli uygulama programı promiscuous modda çalışırken, asistanınızın belirlediği küçük boyutlu bir kütüğü, ftp programı ile asistan bilgisayarından B11 numaralı bilgisayara indiriniz. Bu bağlamda tüm bilgisayarların ağ bağlantılarına ulaşan ethernet çerçevelerini kaydediniz. Çerçeveleri ayrı ayrı inceleyip yorumlayınız. Bunu yaparken, ARP ve DNS düzenekleri de dahil olmak üzere, ftp programının işlem akışını irdeleyiniz. Kaydettiğiniz çerçeveleri saklayınız; bunlara ve bunlar hakkında yaptığınız yorumlara Deney Raporu nuzda yer veriniz. Aynı işlemi (diğer gruplar için), sırayla, B21, B31 ve B41 numaralı bilgisayarlar için yineleyiniz. 6. Yukarıda yaptığınız işlemleri tftp programı ile yineleyiniz. ftp-tftp arasındaki ayrımları irdeleyiniz; yaptığınız yorumlara Deney Raporu nuzda yer veriniz. 7. Yerel ağı oluşturmada yineleyici ya da anahtar kullanılması durumunda ortaya çıkan farklılıkları irdeleyiniz; yaptığınız yorumlara Deney Raporu nuzda yer veriniz. Kaynaklar Prof.Dr. Ali SAATÇİ (Mart 2010) 8