I. IP ADRESLEME VE ALT AĞLAR (SUBNETS) Internet gibi TCP/IP protokol grubunu kullanan bir ağa katılan her bilgisayara tek ve eşsiz bir IP adresinin otomatik veya statik olarak verilmesi gerekmektedir. Bu adresi kullanarak ağ üzerindeki bir bilgisayara ulaşım sağlanabilmektedir. 32 bitlik IP adresleri (IPv4) okunmasının kolaylaştırılması amacı ile dört adet 8 bitlik (oktet) bölümlerle ifade edilmektedir (ikiligösterim:10011011.11011111.01100111.010 00111 - desimal gösterim: 155.223.103.71).
A. IP Adres Sınıfları Dünya üzerinde farklı büyüklükte birçok ağ bulunmaktadır. Internet bu ağların birleştirilmesi sonucu ortaya çıkan bir ağdır. Internet'i oluşturan farklı büyüklükteki ağların farklı sayıda IP adresi kullanmaları gerekmektedir. IP adresinin yapısı bu durum göz önünde bulundurularak ağ adresi (Network ID) ve düğüm adresi (Host ID) denilen iki ayrı bölüme ayrılmaktadır. Ağ adresi bölümü bilgisayarın bulunduğu ağ (segment) numarasını, Düğüm (host) adresi ise bilgisayarın ya da ağ cihazlarının numarasını göstermektedir. Yönlendiriciler tüm yönlendirme işlemlerini ağ adreslerine bakarak gerçekleştirmektedir.
A Sınıfı Adresler A sınıfı adreslerde ağ adresi ilk 8 bit (oktet) ile belirlenirken geriye kalan 24 bit (3 oktet) ise o ağdaki bir bilgisayarların numarasını göstermektedir. Adreste ilk bit değeri daima 0 olduğundan ağ adresini belirleyen bölüm 0 ile 127 arasında olmaktadır. Fakat 0.0.0.0 ve 127.0.0.0 adresler özel amaçlarla kullanılmaktadır (0.0.0.0 adresi varsayılan yönlendirme -127.0.0.0 adresi yerel çevrim). Bu nedenle A sınıfı ağlar 126 adet olabilmektedir. Her bir ağda 2 24 adet (16.777.216) bilgisayar numarası bulunabilmektedir. Fakat her bir ağ içerisinde ağı temsil eden bir ağ adres (X.0.0.0) ve o ağdaki makinelerin broadcast mesaj gönderebileceği bir adres (X.255.255.255) bilgisayar adreslemede kullanılmamaktadır. Bu nedenle her bir A sınıfı ağda toplam 2 24-2 adet (16.777.214) bilgisayar adreslenebilmektedir. Ağ adres aralığı: 0.0.0.0-127.255.255.255 Genelde A sınıfı adresler oldukça büyük firmalar tarafından kullanılmaktadır. Örneğin IBM firması A sınıfı bir ağ kullanmaktadır.
B Sınıfı Adresler B sınıfı ağlarda ilk iki bit 1 ve 0 olacak şekilde sabittir. Bu iki bitin dahil olduğu 16 bit ağı temsil ederken sonraki 16 bit bilgisayar numaralarına ayrılmıştır. B sınıfı adresler ile 2 14-2 adet (16.382) ağ ve her bir ağda 2 16-2 adet (65.534) bilgisayar adreslenebilmektedir. Ağ adres aralığı: 128.0.0.0-191.255.255.255 Bu tür adresler büyük ve orta boyutlarda ağlar için kullanılmaktadır. B sınıfı adresler genellikle ISS (Internet Servis Sağlayıcı - ISP, Internet Service Provider) veya büyük üniversiteler tarafından kullanılmaktadır.
C Sınıfı Adresler C sınıfı adres alanı içinde ağlar ilk üç biti 110 olacak şekilde 24 bit ile belirtilirken, her ağ içindeki bilgisayarlar numaraları 8 bit ile temsil edilir. Bir başka deyişle 2 21-2 adet (2.097.150) ağ ve her ağ içerisinde 2 8-2 adet (254) bilgisayar adreslenebilmektedir. Ağ adres aralığı: 192.0.0.0-223.255.255.255 C sınıfı adresleri genelde kamu kuruluşları kullanmaktadır.
D Sınıfı Adresler D sınıfı adresler özel amaçlı adresler olup bir datagramın birçok sisteme dağıtılması için kullanılır. D sınıfı adresler multicast (çoklu yayım) adresleri olarak bilinirler. Multicast adresleri bir verinin birçok bilgisayara veya ağ cihazına gönderilme işine verilen isimdir. Multicast adresleri kalıcı veya geçici olarak tanımlanmaktadır. 224.0.0.1 (yerel ağda bulunan tüm bilgisayar ve ağ cihazları), 224.0.0.2 (yerel ağda bulunan yönlendiriciler) ve 224.0.0.5 (yerel ağda yer alan OSPF yönlendiriciler) bu adreslere örnek olarak verilebilir. Geçici adreslerin ise kullanılmadan önce ağ üzerinde tanıtılması gerekmektedir.
E Sınıfı Adresler E sınıfı adresler adreslerin özelliği gizli tutulmakla beraber gelecekte kullanılmak üzere ayrılmışlardır. Özel Adresler IP adreslerinin ve IP sınıflarında bulunan bazı ağlar özel amaçlarla kullanılmaktadır. Bunlardan ağın adresini temsil eden ve bir ağ içerisinde mesajlaşmayı sağlayan ağa veya alt ağa ait ilk ve son IP adreslerinden (B sınıfı bir IP aralığına sahip ağda, 155.101.0.0: ağ adresi, 155.101.255.255: broadcast adresi) yukarıda bahsetmiştik. Bu adresler dışında 10.0.0.0,172.16.0.0, 192.168.0.0 gibi ağ adresleri herkesin kullanımına açık özel adreslerdir. Ayrıca test amaçlı kullanılan ve her makinenin kendisini belirttiği kabul edilen 127.0.0.1 IP adresi de bulunmaktadır.
B.IPV6 IPv6 (IP versiyon 6 veya IPNG - Yeni nesil IP), TCP/IP'nin yönlendirme katmanında kullandığı yeni geliştirilen bir protokoldür. Günümüzde kullanılan İP protokolü IPv4 olarak adlandırılmaktadır. Yeni geliştirilen bu protokolde IPv4'te yer alan fazlalıklar ve kısıtlamalar yeniden tasarlanmıştır. Ama IPv6 nın getirdiği en önemli yenilik adreslemenin 32 bitten 128 bite çıkarılmasıdır. Bu sayede özellikle mobil cihazlarında İnternet'e bağlanması ile gelecekte bir darboğaz olması tahmin edilen adreslenebilecek bilgisayar sayısı artırılmıştır. IPv4-32 bitlik adres: 2 32 = 4.294.967.296 = 4,3 10 9 (adet IPv4 adresi) IPv6-128 bitlik adres: 2 128 = 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 = 3,410 38 (adet IPv6 adresi)
Örnek IPv6 Adresleri: 1235:0000:2134:0000:0123:AB56:A8CB:EFA4 (Uzun Gösterim) AC04:0000:0000:0000:BD32:2321:FE56:5465 (Uzun Gösterim) AC04::BD32:2321:FE56:5465 (Kısa Gösterim) 0:0:0:0:0:0:0:155.101.204.123 (IPv4 adresinin IPv6 adres formatındaki gösterimi) Ayrıca IPv6 ile güvenlik artırılmış, yeni İP başlık yapısı ile sadeleşme sağlanmış ve bu sadeleşmede özellikle seçimler (options) bölümü kaldırılarak yönlendiricilerin hızlanması sağlanmıştır. IPv6 protokolüne ait paket yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
IPv6 protokolü paket yapısında sürüm değeri İnternet protokolünün sürümünü göstermektedir. Bu değer 6 olarak ayarlanmaktadır. Öncelik paketi yönlendirirken kullanılacak değerdir. Akış etiketi günümüzde kullanılmasa da gerçek zamanlı uygulamalara özel bir servis sunması planlanmaktadır. Uzunluk paketteki verinin uzunluğunu göstermektedir. Sonraki başlık içinde bulunduğu paketten sonra paket olup olmadığı bilgisini içermektedir. Düğüm sayısı IPv4'te bulunan yaşam süresi ile aynı işlevdedir.
C Alt Ağlar Alt ağ kavramı kurumların IP adres havuzlarını daha etkili kullanmaları için geliştirilmiştir. Alt ağlara ayırma işlemi sahip olunan İP adreslerini daha küçük adres gruplarına parçalanması ile gerçekleştirilmektedir. Bu işlem düğüm numarasından bazı bitlerin ağ numarası olarak atanması ile mümkün olmaktadır. Normal koşullar altında kuruma tahsis edilen ağ sınıfı adresleri tüm bilgisayarları tek bir ağ altında toplamaktadır. Fakat kurum içerisinde yer alan ağ sisteminin ne şekilde tasarlanacağı kurumun yapısı ve ağın alt yapışma bağlı olmaktadır. Bazı durumlarda ağ içerisinde bulunan bilgisayarların alt ağlar oluşturması istenebilmektedir. Örneğin B sınıfı bir adres havuzuna sahip bir kurum toplam 2 16-2 adet (65.534) bilgisayarı adresleyebilmektedir. Bu kurumda alt ağlar oluşturulmak istendiğinde bilgisayar numaralan için ayrılmış mevcut 16 bitin bir kısmı alt ağların adreslenmesi kalan kısmı da her bir alt ağdaki bilgisayar numarasını belirlemek amacı ile yeniden düzenlenebilmektedir.
D. Alt Ağ Maskesi Alt ağ maskesi (Subnet Mask), bir IP adresinin hangi ağda olduğunun belirlenmesi için kullanılan bir yapıdır. Bir bilgisayar başka bir bilgisayar ile doğrudan iletişime geçmesinin şartı aynı ağ üzerinde olmalarıdır. Eğer iki bilgisayar aynı ağ üzerinde değiller ise doğrudan iletişime geçemezler. Bu tip bir iletişim için yönlendiricilere ihtiyaç duyulmaktadır. İki bilgisayarın aynı ağda olmalarım anlamak için sadece IP adreslerine bakmak yeterli olmamaktadır. Bunu gerçekleştirebilmek için IP adresine ek olarak IP adresi içerisinde hangi bölümün ağı hangi bölümün bilgisayarı tanımladığı bilgisine de ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bilgi alt ağ maskesi kullanılarak elde edilmektedir.
İki bilgisayar birbiri ile iletişime geçmeden önce veriyi gönderecek bilgisayar kendi IP adresini ve hedef İP adresini alt ağ maskesi ile bit bazında "ve" ("and") işlemine tabi tutmalıdır. "Ve" işlemi sonucunda kaynak IP adresinin hangi ağda bulunduğu bilgisi, hedef bilgisayarınki ile karşılaştırılır. Karşılaştırılma sonucu aynı ise iki bilgisayar aynı ağda olduğundan veri yerel ağa gönderilir. Eğer karşılaştırma sonucu farklı çıkarsa kaynak diğer bilgisayarın başka bir ağda olduğunu anlamaktadır. Bunun sonucunda kaynak bilgisayar veriyi ağ geçidine (gateway) yollamaktadır. Bu nedenle alt ağ maskesinin doğru bir şekilde girilmesi gerekmektedir. Eğer alt ağ maskesi yanlış girilirse bilgisayarın diğer bilgisayarlarla iletişiminde sorun yaşanmaktadır.
Örnek olarak yukarıdaki şekilde yer alan IP adresi 155.223.101.3 olan bilgisayarın IP adresi 155.223.101.15 olan bilgisayara veri gönderdiğini düşünelim. Böyle bir durumda, veri gönderecek makine kendi IP adresini ve hedef IP adresini alt ağ maskesi ile "ve" işlemine tabi tutmaktadır. Kaynak Bilgisayar IP adresi için, 10011011.11011111.01100101.00000011 (155.223.101.3) - IP Adresi 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0) - Alt Ağ Maskesi 10011011.11011111.01100101.00000000 (155.223.101.0) - Ağ Adresi Hedef Bilgisayar IP adresi için, 10011011.11011111.01100101.00001111 (155.223.101.15) - IP Adresi 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0) - Alt Ağ Maskesi 10011011.11011111.01100101.00000000 (155.223.101.0) - Ağ Adresi Sonuç olarak bulunan her iki ağ adresi de eşit olduğundan bilgisayarların aynı ağda olduğu bulunmaktadır. Bu sayede veri yerel ağa gönderilmektedir.
Bir başka örnekte ise IP adresi 155.223.101.3 olan bilgisayarın IP adresi 155.223.151.21 olan bilgisayara veri gönderdiğini düşünelim. Bu durumda benzer işlem yine tekrarlanır. Kaynak Bilgisayar IP adresi için, 10011011.11011111.01100101.00000011 (155.223.101.3) - IP Adresi 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0) - Alt Ağ Maskesi 10011011.11011111.01100101.00000000 (155.223.101.0) -Ağ Adresi Hedef Bilgisayar IP adresi için, 10011011.11011111.10011001.00010101 (155.223.151.21) - IP Adresi 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0) - Alt Ağ Maskesi 10011011.11011111.10011001.00000000 (155.223.151.0) - Ağ Adresi
Sonuç olarak bulunan ağ adresleri aynı olmadığından kaynak bilgisayar hedef bilgisayar ile aynı ağda olmadıklarım tespit etmektedir. Bu tespit ile veri yönlendiriciye gönderilmektedir. IP adres dağıtımının otomatik olarak yapıldığı bir ağda, bilgisayarlara IP adresinin yanında alt ağ adresi ve ağ geçidi adresi de DHCP sunucusu tarafından gönderilmektedir.
EK BİLGİ : 1984 yılından itibaren kullanılmaya başlanan Alan Adı Sistemi (DNS-Domain Name System), 256 karaktere kadar büyüyebilen alan isimlerini IP ye çevirmek için kullanılan bir yöntemdir. Alan adı sistemleri, DNS sunucuları ve çözümleyicilerinden oluşmaktadır. DNS sunucularında alan isimlerine karşı gelen IP adreslerinin bulunduğu bir tablo bulunmaktadır. DNS sunucusu üzerindeki tablo elle girilerek oluşturulmaktadır. Çözümleyiciler ise DNS sunucuların adresleri bulunmaktadır.
EK BİLGİ : DHCP TCP/IP protokol grubu kullanan bir ağda yer alan bilgisayarlar IP adresi, alt ağ maskesi, ağ geçidi adresi, DNS sunucu adresi ve WINS sunucu adresi gibi birtakım değerlere ihtiyaç duymaktadır. Özellikle IP adresinin bir ağda eşsiz (unique) olma şartı olduğundan dolayı çakışma olmayacak şekilde el ile girilmesi oldukça zor bir iştir. Diğer parametreler içinde benzer şeyler geçerlidir. Yani eğer parametreler yanlış girilirse iletişimde sorunlar oluşmaktadır.
Dinamik Bilgisayar Konfigürasyon Protokolü (DHCP-Dynamic Host Transfer Protocol), bilgisayarlara yukarıda belirtilen parametreleri otomatik olarak dağıtan bir protokoldür. DHCP'nin ortaya çıkmasının en önemli amacı sistem yöneticilerinin işini kolaylaştırmaktır. DHCP, daha eski bir protokol olan ve benzer işleri gerçekleştiren BOOTP protokolünün geliştirilmişidir. DHCP protokolünü hayata geçirilebilmesi için ağ üzerinde DHCP sunucusuna ihtiyaç bulunmaktadır. Bu sunucuda dağıtılacak IP adres aralığı, alt ağ maskesi, ağ geçidi adresi, DNS sunucu adresi ve WINS sunucu adresi parametreleri tanımlanması gerekmektedir.
IP adreslerinin otomatik olarak dağıtıldığı bir ağda IP adresini öğrenmek isteyen bilgisayar, DHCP sunucusuna başvurmalıdır. Fakat istemci ağ üzerindeki DHCP sunucusunun adresini bilmediğinden dolayı istek mesajını (DHCP Keşif - DHCP discover) broadcast olarak göndermektedir. Bu mesajı alan DHCP sunucusu eğer elinde uygun bir IP adresi varsa bunu alt ağ maskesi ile birlikte bir mesajı (DHCP öneri - DHCP offer) istemciye sunmaktadır. Eğer sunucunun elinde uygun bir IP adresi yoksa mesajı broadcast olarak yayınlamaktadır. DHCP öneri mesajının içerisinde adres kiralama süresi de yer almaktadır. Bu aşamada ağ geçidi, DNS sunucu ve WINS sunucu adreslerinin illa ki istemciye gönderilmesi şart değildir.
Bu mesajı alan istemci kendine gelen IP adresini kabul ettiğini bildirmek için DHCP istek (DHCP request) mesajını sunucuya iletmektedir. Sunucuya gelen DHCP istek mesajı ile birlikte işlemin tamamlandığını bildiren DHCP onay (DHCP acknowledment) mesajım istemciye göndermektedir. İstemci ancak bu mesajı aldığında TCP/IP haberleşmesini kullanmaktadır. Aksi takdirde IP adresi alamayan bir bilgisayar TCP/IP iletişimine geçememektedir. IP adresinin kullanımını bitiren bir bilgisayar başka bir istemcinin bu IP kullanabilmesi için IP adresini DHCP sunucuna iade edebilmektedir (DHCP Release). DHCP'nin en büyük avantajlarından biri IP havuzunu ekonomik olarak kullanabilmesidir. Bunu IP adreslerini kısıtlı bir süre için yani kiralık olarak vermesi ile sağlamaktadır. Bu sayede, DHCP iadesi yapılmamış fakat kiralama süresi dolmuş bir IP adresi tekrar kullanılabilmektedir.
(devam) E. Alt Ağlara Bölme Alt ağlara bölme işlemi verilen bir adres aralığının istenilen sayıda bölümleme işlemine verilen isimdir. Bir ağı alt ağlara ayırırken ilk önce kaç tane alt ağ istendiğine karar verilmelidir. 2 alt ağın kullanılamayacağı düşünülerek alt ağ belirlerken kaç adet bit kullanılacağı saptanmalıdır. Bu bitler çıkarıldıktan sonra geriye kalan bitlerle de alt ağlardaki bilgisayarlar tanımlanmalıdır. Bir sonraki işlemde yeni alt ağ maskesi belirlenmelidir. Bu yeni alt ağ maskesi alt ağ tanımı için kullanılan bitlerin yerlerine bir konulması ile belirlenmektedir. En son olarak da oluşturulan sistemde kaç adet yönlendirici kullanılacağı belirlenmelidir.
Bu işlemi bir örnek üzerinde göstermek yararlı olacaktır. İlk örnek olarak verilen bir C sınıfı adresin (201.33.17.0-toplam 254 adet bilgisayar adreslenebilir.) kurumun yapışma uygun olarak 4 alt ağa bölümlenmesinin istendiğini düşünelim. Eğer bölümleme yapmaz isek C sınıfı bir adres için alt ağ maskemiz 255.255.255.0 olmaktadır. Fakat örneğimizde bölümlerime istendiğinden ötürü bu alt ağ maskesi farklı olacaktır.
Alt ağlara ayırmak istediğimiz adres C sınıfı bir adres olduğundan dolayı ayırma işlemini son sekiz bit içerisinde gerçekleştirmemiz gerekmektedir. Bu işlemi yaparken ayıracağımız alt ağların ilki ve sonuncusunun özel amaçlar ile kullanıldığından aslında 6 (4+2) adet alt ağa ihtiyaç olacaktır. 6 ağı işaretlemek için ise toplam 3 bit ayırmamız gereklidir. Eğer ağımızı 5'e veya 6'ya bölmek isteseydik yine 3 bit ağımızı 7'ye bölmek isteseydik 4 bit kullanmamız gerekecekti. C sınıfı adres aralığımızın ağ adresinin 3 bitini kullanarak yaptığımız bölme işlemi sonucu şu şekilde olmaktadır.
Bu bölme işleminde 0 ve 7 numaralı ağlar özel amaçlı olduğu için kullanılamamaktadır. Yani biz ağımızı 8'e bölmemize rağmen 6 tanesi kullanılabilir durumdadır. Ayrıca her bir alt ağ içerisinde 32 adet adres bulunmasına rağmen bunların ilki ve sonuncusu ağ içinde bilgisayar adresleme için kullanılamamaktadır. Bu nedenle alt ağlara ayırma işleminde toplam 6x30 = 180 adet bilgisayar adreslenebilmektedir. Buna ek olarak örneğimizde 4 alt ağa ihtiyacımız olduğundan ağ yapımızda iki ağ daha kullanılmayacaktır. Bir başka deyişle örneğimizde 4 ağda 30 bilgisayar toplam 120 bilgisayar adreslenecektir. Bu örnek eğer 5 alt ağa ayırma şeklinde değiştirilirse o zaman sonuç olarak 5 x 30 = 150 adet bilgisayar adreslenecektir.
Bu şekilde ayırma işlemi yapıldıktan sonra alt ağların kullanacağı alt ağ maskesi ise alt ağ için ayırdığımız 3 bitin 1 olması ile tespit edilmektedir. Yani bu örnek için alt ağ maskemiz 11001001.00100001.00010001.11100000(201.33.17.224) olmaktadır. Görüldüğü gibi bu adres bölümlediğimiz 7. ağda yer almaktadır. Örnekte yer alan 7. alt ağın bilgisayar adreslemesinde kullanılamamasının önemli bir nedeni de budur. Örneğimizi test etmek amacı ile IP adresi 201.33.17.35 olan bilgisayarın IP adresi 201.33.17.40 olan bilgisayara veri gönderdiğini düşünelim. Kaynak bilgisayar ilk önce kendi IP adresini ve hedef IP adresini alt ağ maskesi ile "ve" işlemine tabi tutmaktadır.
Kaynak Bilgisayar IP adresi için, 201.33.17.35 ve 201.33.17.224 = 201.33.17.32 Hedef Bilgisayar IP adresi için, 201.33.17.40 ve 201.33.17.224 = 201.33.17.32 Sonuç olarak bulunan her iki alt ağ adresi de eşit olduğundan bilgisayarların aynı ağda olduğu bulunmaktadır. Bu sayede veri alt ağa gönderilmektedir. Eğer alıcı verisini 201.33.17.101 IP sine sahip bilgisayara göndermek isteseydi. Kaynak Bilgisayar IP adresi için, 201.33.17.35 ve 201.33.17.224 = 201.33.17.32 Hedef Bilgisayar IP adresi için, 201.33.17.101 ve 201.33.17.224 = 201.33.17.96
Sonuç olarak bulunan ağ adresleri farklı olduğundan kaynak bilgisayar hedef bilgisayar ile aynı ağda olmadıklarını tespit etmektedir. Bu tespit ile veri yönlendiriciye gönderilmektedir. II. IP YÖNLENDİRME Bilindiği gibi İnternet oldukça büyük çapta ve birçok ağın birleşiminden oluşan bir yapıya sahiptir. Bu yapı içerisinde veri iletişimin yapılabilmesi için verinin kaynaktan hedefe yönlendirilmesi gerekmektedir. Bu yönlendirme işleminin etkinliği ağın performansını doğrudan etkilemektedir. Kısacası TCP/IP ağlarının temel taşı olan yönlendirme, paketlerin bir ağda hedefe ulaşması için geçmesi gereken yolların belirlenme işidir.
Tek bölümden oluşan bir TCP/IP ağında yönlendirmeye gerek olmamaktadır. Bu tip bir yapıda veriler ağ içerisinde kalacağından iletişim için sadece IP adresi ve ağ maskesi yeterlidir. Fakat Internet böyle bir yapıda olmadığından bir yönlendirme işlemine gereksinim duyulmaktadır. TCP/IP ağlarında yönlendirme görevi, yönlendiriciler (router) ve geçit yolu (Gate-way) cihazları tarafından hedef IP adresi kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bir ağın etkili ve hızlı bir biçimde veri alışverişi yapabilmesi bu cihazlara ve kullandıkları algoritmalara bağlıdır.
Yönlendirme işleminin gerçekleşmesini sağlayan yönlendirme protokolleri (routing protocols) hedefe giden olası yollar arasında en uygun yolu bulabilmek için parametre olarak yolun uzunluğu, bant genişliği ve yol üzerinde bulunan ara cihazların sayısını kullanmaktadır. Birçok farklı yönlendirme protokolü bulunmaktadır. Temel görevi hedefe varılmak için izlenecek yolun tespiti olan bu protokoller elde ettikleri verileri yönlendirme tablosu (routing table) üzerinde tutulmaktadır. Yönlendirme tabloları iletişime geçen her bilgisayar veya sunucu üzerinde tutulabilmektedir. Fakat bu yönlendirme tablosunu bu şekilde tutmak çok işlevsel olmamaktadır. Bunun yerine bu bilgiler varsayılan ağ geçidi üzerinde tutulmaktadır. Yönlendirme tabloları belirtildiği gibi yönlendirme protokolleri tarafından doldurulacağı gibi ağ sistem yöneticisi tarafından elle de doldurulabilmektedir.
Yönlendirme algoritmasının seçimi, uygun yönlendirme protokolün kullanımı ve yönlendirme tablolarının yapısı verinin yönlendirilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu yapılar eğer düzgün oluşturulmaz ise ağ üzerinde IP paketlerinin iletimi oldukça uzun zaman alabilmekte ve hatta bu paketler kaybolabilmektedir. Yönlendiriciler merkez ve kenar yönlendiriciler olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır. Merkez yönlendiriciler kenar yönlendiricilerine göre daha fazla porta ve hızlı bir ağ erişimine sahiptir. Bu tip yönlendiriciler oldukça yoğun bir trafik içerisinde yer almakta olduklarından iyi bir donanıma ihtiyaç duymaktadır. Bu tip yönlendiriciler ağın merkezinde bulunduklarından hatasız ve sürekli çalışmaları oldukça önemlidir. Kenar yöneticiler ise genelde bir yerel ağı geniş alan ağlarına bağlamakta kullanılmaktadır.
1. Yönlendirme Algoritmalar* Yönlendirme algoritmaları yönlendirme işinde kullanılacak yönlendirme tablolarım hazırlamak için izlenen yollar olarak tanımlanabilmektedir. Genel olarak yönlendirme algoritmalarından yönlendirme işlemini doğru olarak gerçekleştirmesi, basit bir yapıya sahip olması (çok fazla işlem içermemesi), yönlendirmenin sağlam olması (ağda oluşabilecek sorunlarda yönlendirme işleminin kesilmemesi), istikrarlı bir şekilde çalışabilmesi, yönlendirme sırasında bir çakışma olduğunda kurallara uygun olarak en iyi çözümü yerine getirmesi beklenen özelliklerdendir.
Genel amacı yönlendirme tablosunu en iyi şekilde doldurmak olan bu algoritmalar, tablo hazırlama yöntemlerine göre iki şekilde sınıflandırılmaktadır: Sabit (Static), Dinamik (Dynamic). Sabit yöntemde tablolar belli bir algoritma kullanılarak oluşturulmaktadır. Bu tablo yönlendirme işlemleri boyunca sabit olarak kullanılır ve ağdaki trafik farklılaşmalarına rağmen değiştirilmez. Böylelikle iki nokta arasında verinin ilerleyeceği yol önceden belli olmaktadır. Basit bir yapıya sahip olan statik yönlendirme ağ üzerinde belli yollarda tıkanıklığa neden olabilmektedir. Bu yöntemin başka bir olumsuz noktası ise bağlantılarda meydana gelebilecek kopmaların tablolarda güncelleme yapılmadığından dolayı yönlendirme işlemine olumsuz yansımasıdır.
Dinamik yöntemde ise tabloların ağın trafiğine göre sürekli güncellenmesi yapılmaktadır. Buna göre iki nokta arasında iletilen veri her seferinde farklı yolları kullanabilmektedir. Bu yapısı itibari ile daha karmaşık algoritmalara sahip olan dinamik yönlendirme, ağda oluşabilecek trafik değişimleri ve bağlantı kopmalarında farklı yollar kullanabilmektedir. Yönlendirme algoritmalarında paketin yönlendirilme işleminin yapıldığı yere göre iki şekilde sınıflandırılmaktadır: merkezi (Centralized), dağıtık (Distributed).
Merkezi yönlendirmede, paketin gönderilmesi sırasında üzerinden geçeceği yönlendiriciler gönderildiği yönlendirici tarafından belirlenmektedir. Bu şekilde yönlendirme işlemi veri yolculuğuna çıkarken belirlenmiş olmaktadır. Yönlendiriciler gelen paketi herhangi bir işlem yapmadan sıradaki yönlendiriciye iletmektedirler. Dağıtık yönlendirmede ise paketin ulaştığı her yönlendirici paket içerisinde yer alan hedef IP adresi baz alarak elindeki bilgiler ile paketi bir sonraki yönlendiriciye iletmektedir. Bu yöntemde paketin yolu başlangıçta değil süreç içerisinde belirlenmektedir.
a. Dijkstra En Kısa Yol Algoritması Dijkstra'nın 1959 yıllında geliştirdiği bu algoritmanın temel amacı bir graf üzerindeki iki nokta arasında en kısa yolun bulunmasıdır. Bu algoritma yönlendirme algoritmalarının atası olarak da kabul edilmektedir. Özellikle OSPF (Open Shortest Path First) ve IS-IS (Intermediate system to intermediate system) protokolleri içerisinde kullanılmaktadır. Bir ağ yapısı yönlendiricilerin birbirine bağlanma durumlarına göre bakıldığında bir graf yapısı göstermektedir. Dijkstra algoritması, iki nokta arasındaki en kısa mesafeyi bulurken çeşitli ölçütler kullanabilmektedir: İki nokta arası coğrafi uzaklık, geçilen düğüm sayısı, ortalama trafik yükü veya düğümler arası veri gönderim zamanı. Dijkstra algoritması sonuç olarak kaynak düğümden diğer düğümlere giden en kısa yolları bulmaktadır. Aşağıda Dijkstra algoritması verilmektedir.
Bu algoritmanın daha iyi anlaşılabilmesi amacı ile aşağıdaki örnek ağ üzerinde işleyişi gösterilecektir. Örnekte kaynak düğümümüz A noktası olduğunu varsayarsak Dijkstra algoritması sonuç olarak A düğümünden diğer düğümlere giden en kısa yolları verecektir. Burada iki düğüm arası en kısa yol ölçütü olarak düğümler arası veri gönderim zamanı verilmektedir. Algoritmanın ilk adımı olarak tüm düğümlerin kaynak düğüme uzaklıkları maksimum olacak şekilde ayarlanmaktadır (Şekil 6.8).
Bir sonraki adımda ise A düğümüne komşu olan düğümleri incelen IP komşulara uzaklık değerleri atanmaktadır. A düğümüne komşu olmayanlar ise uzaklıkları henüz hesaplanmadığından uzaklık değerleri sonsuz olarak belirtilmiştir (Şekil 6.9).
A düğümüne uzaklığı hesaplanan düğümler arasında değeri en küçük olan B düğümünde benzer işlem tekrarlanmaktadır. Bu işlem sırasında D düğümünün değeri daha kısa sürede varılan başka bir yol bulunduğu için güncellenmektedir (Şekil 6.10). Daha sonraki adımlarda benzer şekilde graf üzerinde bulunan diğer düğümlerde işlenmektedir (Şekil 6.11 - Şekil 6.12).
Örnekte sonuç olarak A düğümünden diğer düğümlere olabilecek en kısa yollar bulunmaktadır. Farklı düğümler için de aynı yöntem kullanılarak en kısa uzaklıkların hesaplaması yapılabilmektedir. Bu algoritma daha önce anlatılan sınıflamalardan sabit yönlendirme algoritması sınıfına dahildir. Çünkü bu algoritma tarafından oluşturulan yönlendirme tablosu, yönlendirme işlemleri boyunca sabit olarak kullanılır ve ağdaki trafik farklılaşmalarına rağmen değiştirilmez. Yani ağda oluşabilecek bir bağlantının kopması veya tıkanıklık durumlarında düğümler arasındaki iletişim oldukça yavaş olmakta ya da hiç olmamaktadır.
Bellman-Ford algoritmasını bir örnek üzerinde göstermek daha iyi anlaşılabilmesini sağlayacaktır. Bu amaç ile Şekil 6.27'deki örnek ağ yapısı kullanılacaktır. Bellman-Ford algoritması temel olarak düğümlerin kaynaktan olan uzaklıklarına göre (geçilecek düğüm sayısı-hop) işlemektedir. İlk adım olarak graf üzerindeki tüm değerler başlangıç durumuna getirilmelidir (Şekil 6.14).
En son olarak da geçilecek düğüm sayısı 4 olarak belirlenir (Şekil 6.18).