KABLO TĐPLERĐ Kablosuz çözümlerin artan popülaritesine rağmen bilgisayar ağlarının çok büyük bir bölümü bağlantı için hala bir çeşit kablo kullanmaktadır. Bu sayfada günümüz networklerinde kullanılan kabloların yapısına göz atacağız. Bu sayfada hangi ağ teknolojisi ne tip kablo kullanıyor veya 100 Mbit cross kablo nasıl yapılır gibi ayrıntılara girmeden genel olarak kabloları tanımaya çalışacağız. Bilgisayar ağlarında kullanılan kablo tipleri şunlardır: 1. Koaksiyel Kablo (Coaxial Cable) 1. RG-8 2. RG-6 (Ağlarda kullanılmasa da bilmemiz gerekiyor.) 3. RG-58 2. Dolanmış Çift Kablo (Twisted Pair Cable) 1. Kaplamalı Dolanmış Çift (Shielded Twisted Pair-STP) 2. Kaplamasız Dolanmış Çift (Unshielded Twisted Pair-UTP) 3. Fiber Optik Kablo (Fiber Optic Cable) Koaksiyel Kablo (Coaxial Cable) Koaksiyel(veya kısaca "koaks") kablo, merkezde iletken kablo, kablonun dışında yalıtkan bir tabaka, onun üstünde tel zırh ve en dışta yalıtkan dış yüzeyden oluşur. Koaksiyel kablo elektromanyetik kirliliğin yoğun olduğu ortamlarda düşük güçte sinyalleri iletmek için geliştirilmiş bir kablodur. Koaksiyel kablo çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Ses ve video iletiminde kullanılır. Çok değişik tiplerde karşımıza çıkabilir. Ancak bilgisayar ağlarında şimdiye kadar kullanım alanı bulmuş yalnızca iki tip koaksiyel kablo vardır: RG-8 ve RG-58. Koaksiyel kablo tipleri kendi RG kodlarına sahiptir. Koaksiyel kabloda bizim için önemli olan ve değişkenlik arzeden değer kablonun empedansı veya omajıdır. Bu değer kablonun belirli bir uzunlukta elektrik akımına karşı gösterdiği dirençtir. Koaksiyel kablolar dıştan bakıldığında birbirlerine çok benzerler, ancak kabloya daha yakından bakınca üzerinde RG kodunu ve empedansını görebilirsiniz. Empedans değeri "50 " veya "75 " şeklinde omega karakteriyle yazılır. Şimdi bilgisayar dünyasında zamanında kullanılmış koaksiyel kablo tiplerine bakalım. 1
RG-8 RG-8 veya genellikle söylendiği gibi Thicknet(kalın net) kablo ethernetin ilk kullandığı kablo tipidir. Günümüzde bu kabloyu kullanan bir ağ bulmak gerçekten zordur. Sonradan kullanılan kablolarda bir renk sınırlaması yokken bu kablolar genellikle sarı/portakal veya kahverengi renkte ve 2.5 metrede bir siyah bir bantla işaretlenmiş olarak üretilmişlerdi. 50 olan bu kablo adına yakışır şekilde kalın ve mukavemetli bir kabloydu. RG-6 RG-6 75 değerindedir ve bilgisayar ağlarında hiçbir zaman kullanılmamıştır. Ancak günlük hayatta çok sık karşımıza çıkar. Televizyonlara giren anten kablosu RG-6'dır. Görünüş olarak RG-58 ile aynıdır. Ancak kablo üzerindeki empedans değeri 75 olarak okunduğunda ne olduğu anlaşılabilir. RG-58 Günümüzde karşılaşabileceğiniz tek koaksiyel ağ kablosu RG-58'dir. Diğer isimleri Thinnet(ince net) ve Cheapernet(ucuz net)'dir. Aynı RG-8 gibi 50 olan bu kablo RG-8'e göre ucuz, uygulaması kolay bir kablodur. UTP yaygınlaşıncaya kadar yerel ağlarda geniş uygulama alanı bulmuştur. 2
Dolanmış Çift Kablo (Twisted Pair Cable) Günümüzde en yaygın kullanılan ağ kablosu tipi birbirine dolanmış çiftler halinde, telefon kablosuna benzer yapıdaki kablodur. Đki tip TP kablo mevcuttur. Kaplamalı Dolanmış Çift (Shielded Twisted Pair-STP) Bu tip kabloda dolanmış tel çiftleri koaksiyel kabloda olduğu gibi metal bir zırh ile kaplıdır. TP kablolar ilk kullanılmaya başlandığı dönemlerde (belkide koaksiyelden geçiş aşamasında??) STP kablo UTP'ye göre daha güvenli kabul edilmiştir. En dıştaki metal zırh'ın elektromanyetik alanlardan geçerken kablo içindeki sinyalin bozulmasına mani olması beklenir. Ancak STP ilk dönemde pahalı olmasıyla yaygınlaşamamıştır. Eski kaynaklarda STP'nin UTP'ye göre daha güvenli olduğu ama pahalı bir çözüm olduğu ileri sürülür. Oysa günümüzde bir çok kaynakta STP'nin kurulumunun zor olduğundan ve söylendiği kadar da yüksek koruma sağlamadığından söz ediliyor. Hatta düzgün uygulanmadığında daha kötü sonuçlara yol açabileceğinden bahsediliyor. STP kullanılırken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, dıştaki metal zırh'ın düzgün bir şekilde topraklanmasıdır. Aksi halde zırh elektromanyetik dalgaları toplayan bir anten vazifesi görür. Ayrıca zırh'ın kablonun hiçbir noktasında zedelenmemiş olması da çok önemlidir. En dıştaki zırh ile sağlanan topraklama verinin geçtiği tüm noktalarda (ağ kartından duvar prizlerine ve hub'a kadar) devamlı olmasıda çok önemlidir. http://www.steinkuehler.de/belllabs_utp_stp.htmadresinde bu konuyla ilgili bir değerlendirme bulunuyor. STP kablo Token Ring ağlarında kullanılmıştır ancak ethernet ağları için tercih edilmeyen bir kablo tipidir. 3
Kaplamasız Dolanmış Çift (Unshielded Twisted Pair-UTP) Đşte geldik günümüzde tartışmasız en yaygın kullanılan ağ kablosuna. UTP birbirine dolanmış çiftler halinde ve en dışta da plastik bir koruma olmak üzere üretilir. Kablonun içinde kablonun dayanıklılığını arttırmak ve gerektiğinde(ne için gerekir diye sormayın..) dıştaki plastik kılıfı kolayca sıyırmak için naylon bir ip bulunur(resimde görülüyor). Tel çiftlerinin birbirine dolanmış olmaları hem kendi aralarında hem de dış ortamdan oluşabilecek sinyal bozulmalarının önüne geçmek için alınmış bir tedbirdir. Kablo içindeki teller çiftler halinde birbirine dolanmıştır. Her çiftin bir ana rengi bir de "beyazlı" olanı vardır. Yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi ana renkler turuncu, mavi, yeşil ve kahverengidir. Bunlara sarılı olan beyaz teller ise, diğerleriyle karışmasın diye, sarılı olduğu renkle aynı bir çizgiye sahiptir. Böylece 8 telin de turuncu, turuncu-beyaz, mavi, mavi-beyaz, yeşil, yeşil-beyaz, kahverengi, kahverengi-beyaz olmak üzere 8 farklı renkte ama 4 grupta toplanmış olduğunu görüyoruz. Bazen aldığınız kabloda renklerin biraz soluk, hatta değişik olduğunu görebilirsiniz. Hatta bazen beyaz kabloların tamamen çizgisiz olması bile mümkün. Ancak kaliteli ve CAT5(veya üstü) ibaresini taşıyan kablolarda problem yaşamazsınız. Kategoriler UTP kablo kendi içinde güvenli olarak aktarabileceği veri miktarına göre kategorilere sahiptir. Kategori Kategori 1 Kategori 2 Kategori 3 Kategori 4 Kategori 5/5e Kategori 6 Desteklediği maksimum veri aktarım miktarı Telefon hatları-veri aktarımında kullanılmaz 4 Mbit/Saniye 16 Mbit/Saniye 20 Mbit/Saniye 100 Mbit/Saniye 1000 Mbit/Saniye Bilgisayar ağlarında önce 10 Mbit ethernet döneminde CAT3 kablo yoğun olarak kullanılmış, 100 Mbit ethernetin geliştirilmesiyle CAT5 kablolar üretilmeye başlanmış ve kullanılmaktadır. UTP kablolar dış görünüş olarak birbirine çok benzer. Ancak her kablonun üzerinde kategorisi yazmaktadır. 4
Kablonun kategorisi üretim kalitesiyle ilgilidir. Yapılan çeşitli testler ile kablonun belirtilen hızlarda elektrik sinyalini ne kadar sağlıklı ve az kayıpla iletebildiği, manyetik alan etkisine karşı sinyali ne kadar koruyabildiği ölçülür. Testler ile ortaya konan değerler kategorinin kriteridir. Bu kriterleri tutturabilen kablo bu kategoriyi almaya hak kazanır. CAT5 ile 100 Mbit hızında veri aktarımı yapılabilir. Bir sonraki standart CAT5e (Enhanced CAT5, gelişmiş CAT5) standardıdır. Bu CAT5 ile aynı yapıda olup, daha üst seviye değerlere erişebilen bir kablodur. CAT5e ile gigabit hızına ulaşılabilir. Gigabit ethernet'te CAT5 kullanılabilmekle bereber CAT5e tavsiye edilir. CAT6'da da aynı durum söz konusu CAT5e'den de daha yüksek değerlere erişebilir. CAT6 şu anda 568A standardına eklenmiş yani resmen kullanıma sunulmuştur. 1000Mhz hızı için, yani Gigabit ethernet için en uygun kablodur. Gördüğünüz gibi görüntüde bir fark yok. CAT7 henüz geliştirilme ve test aşamasındadır. Diğerlerinin aksine farklı bir yapısı olacaktır. Her tel çifti metal folyo ile kaplı, hepsi birden diğer bir folyo ile kaplıdır. CAT7 RJ- 45'ten tamamen farklı bir jak kullanacaktır. UTP kablo ile ilgili bir diğer bir konu ise "stranded" ve "solid" kablo ayrımıdır. Yani çok damarlı veya tek damarlı kablo. Eğer mavi veya mavi-beyaz dediğimiz tel(veya diğerleri) tek parça bakır ise bu tek damarlıdır. Eğer ince-ince birden fazla telden oluşmuşsa buna da çok damarlı diyoruz. Yanda tek damarlı tel örneği görüyorsunuz. Bu konuda da kesin bir standart bulunmuyor. Đlk başta size söylenen şu olacaktır: "Duvar içlerinden giden, patch panellere gelen ve bir kere kurulduktan sonra bir daha hareket ettirilmeyecek kabloları tek damarlı, bilgisayar ile duvar prizi arasındaki kabloyu ise çok damarlı yapın. Çünkü tek damarlı daha mukavemetli bir kablodur ama fazla kıvırıp bükerseniz içindeki tek damar tellerden birisi kırılabilir. Oysa çok damarlıda, her bir tel bir çok ince telden oluştuğu için kırılma tehlikesi yoktur. Bu nedenle ayak altında olacak yerlerde bunu kullanın." Ancak bir çok kaynakta tek damarlının eğilip bükülmelere söylenenden çok daha dayanıklı olduğu belirtiliyor. Bir diğer nokta çok damarlı bir kabloda renk kodları bazen farklı olabiliyor. En önemlisi ise, çok damarlı kablo ile kullanacağınız RJ-45 jakın mutlaka çok damarlıya göre dizayn edilmiş olması gerekiyor, aksi halde kaş yapayım derken göz çıkarmak mümkün. Piyasa bulacağınız jaklar genelde tek damarlıya uygundur ve sıktığınızda damarın içine gömülen pinleri vardır. Böyle bir jak çok telli kabloda problem yaratabilir. Son söz; günümüzde yeni kurulan bir ağda mutlaka CAT5 veya üstü bir kablo tercih edilmelidir. 5
Fiber Optik Kablo 1950'li yıllarda görünebilir imajların optik fiber kanallardan geçirilmesiyle ilgili yapılan çalışmalar tıp dünyasında kullanım alanı buldu. 1966 yılında Charles Kao ve George Hockham cam fiber üzerinden veri aktarımı da yapılabileceği fikrini ortaya attılar. Sonraki dönemlerde fiber üzerindeki kayıp oranları o kadar az seviyelere indirildi ki, fiber veri aktarımı için bakır'a göre çok daha avantajlı bir konuma geldi. Düşük sinyal kayıpları nedeniyle fiber ile bakır kablolara göre daha yüksek hızlarda ve çok daha uzun mesafelerde veri aktarımı mümkündür. Bu mesafe repeater kullanılmadan 2 Km'ye kadar çıkabilir. Bakır UTP kablolarda bu mesafe 100m ile sınırlıdır. Fiber'in hafif ve ince yapısı bakır kablo kullanmanın zor olduğu ortamlarda kullanılabilmesini sağlar. Bütün bunlar fiber'in önemli özellikleri olmakla beraber, fiber'in en önemli özelliği elektomanyetik alanlardan hiç etkilenmemesidir. Çünkü fiber kablodan elektrik değil ışık aktarılır. Fiber iletken olmadığı için elektriksel yalıtımın zorunlu olduğu yerlerde kullanılabilir. Binalar arasında toprak hattındaki fark problemi fiber için sorun değildir. Fiber kimyasal fabrikalar, askeri üsler gibi küçük bir elektrik akımının patlamaya neden olabileceği ortamlar için de idealdir. Son olarak UTP veya diğer kabloların aksine, fiber bir kablodan bilgi çalmak çok daha zordur. Fiber'in en büyük dezavantajı fiyatı ve kurulumunun zor oluşudur. Fiber tipleri Tüm fiber teknolojileri veri alımı ve gönderimi için fiber'i çiftler halinde kullanır. Üreticilerde fiber kabloları bu şekilde üretmektedir. En yaygın fiber kablo 62.5/125 mikron metre boyutunda olandır. 6
Fiber kabloda normal ışık veya lazer kullanılabilir. Bu iki tip fiber tamamen farklı donanım kullanır. Işık sinyalleri yollamak için LED (Ligth Emitting Diot) kullanan fiber tipi multi-mode olarak adlandırılır ve en yaygın tiptir. Lazer ışığı kullanan single-mode fiber çok yüksek veri aktarım değerlerine ulaşabilmesine rağmen pahalı ekipmanı nedeniyle yaygın değildir. 7
Ağ Standartları ve IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) dünya çapında değişik teknolojilerin standartlarını belirler. Çalışmalarını üretici firmalarla birlikte yürüten bu kuruluş 1980 yılında 802 numaralı bir komisyon oluşturdu. Komisyonun görevi bilgisayar ağları ile ilgili çeşitli standartlar ortaya koymaktır. IEEE'nin değişik kodlu başka komisyonları diğer teknolojiler üzerinde çalışmaya devam etmektedir. Örneğin IEEE 1284 parellel iletişim ile ilgili çalışırken, IEEE 1394 Firewire bağlantı standardını oluşturmuştur. 802 komisyonu değişik ağ teknolojilerini incelemek üzere alt komisyonlar oluşturmuştur. IEEE 802 Komisyonları IEEE 802 IEEE 802.1 LAN&WAN Yapıları LAN/WAN Bridging and Management 802.1s Multiple Spanning Tree 802.1w Rapid Reconfiguration of Spanning Tree 802.1x Port Based Network Access Control IEEE 802.2 IEEE 802.3 802.3ae IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.6 IEEE 802.7 IEEE 802.8 IEEE 802.9 IEEE 802.11 Logical Link Control (LLC) CSMA/CD access method (Ethernet) 10 Gigabit Ethernet Token Passing Bus access method and Physical layer specifications Token Ring access method and Physical layer specifications Distrubuted Queue Dual Bus (DQDB) access method and Physical layer speficiations (Metropolitan Area Networks) Broadband LAN Fiber Optic Interoperable LAN/MAN Security Wireless Lan Medium Accsess Control (MAC) and Physical layer speficiations (2 Mbit Wireless) 802.11b 11 Mbit Wireless (Geriye Uyumlu) 802.11a 54 Mbit Wireless (Geriye Uyumsuz) 802.11g 54 Mbit Wireless (Geriye Uyumlu) IEEE 802.12 IEEE 802.13 IEEE 802.14 IEEE 802.15 IEEE 802.16 IEEE 802.17 Demand-priority access method, Physical Layer and repeater specifications Kullanılmıyor Cable Modems Wireless Personal Area Network (WPAN) Wireless Metropolitan Area Network (Wireless MAN) Resilient Packet Ring (RPR) Access Bu komisyonların standartlarından bir kısmı başarısız olurken, bir kısmı da (802.4 Token Ring gibi) artık kullanım dışı kamıştır. Bizim için önemli olanları IEEE 802.3, 802.5 ve 802.11 standartlarıdır. 8
UTP Kablo Nasıl Yapılır Kablo yaparken, yani bir kablonun iki ucuna jak takarken, kabloyu nerede kullanacağınıza bağlı olarak iki tipten bahsedilebilir. Düz kablo, cross(çapraz) kablo. Gördüğünüz gibi aynı cihazlar arasında(pc-pc veya Hub-Hub) cross kablo kullanıyoruz. PC'den hub'a gidecek kablo ise düz kablo oluyor. UTP kablonun ucuna taktığımız RJ-45 jak üzerindeki pinler jakın pinleri size bakacak şekilde tutulduğunda soldan sağa 1'den 8'e kadar sıralı kabul edilir. Düz kablo Yanda düz bağlantıyı görüyoruz. Dikkat ederseniz bilgisayarın ağ kartında 1. pin TX+ iken hub tarafında 1. pin RX+. Dolayısı ile kabloyu yaparken kablonun iki ucundaki jaklarda, birebir bağlantı yaparsak, yani 1. pin karşıda da 1'e gidecek, 2. pin 2'ye... şeklinde yaparsak düz kablo yapmış oluruz. Böylece PC'nin gönderim yapan uçları(tx) hub'ın alım yapan uçlarına(rx) denk gelmiş olur. PC'nin direkt olarak hub'a bağlanmadığı ortamlarda, bilgisayar ile duvar prizi arasındaki kablolar, duvar prizlerinden patch panellere giden kablolar ve patch panelden hub'a giren kablolar hep düz kablodur. Kısacası, daima düz bağlantı yaparız ancak bazı özel durumlarda çapraz kablo gerekebilir. 9
Çapraz kablo Đki Pc'yi, arada hub olmadan tek bir kablo ile bağlayabilirsiniz. Ama her iki tarafta da 1 ve 2. pinler TX, 3 ve 6. pinler RX olduğuna göre, çapraz bağlamalısınız ki, TX ve RX'ler karşı karşıya gelsin. Đki hub arasında çapraz kabloda böyle oluyor. Farkı mı... Kanalların ismi farklı olsada sonuçta aynı çapraz kablo hem PC-PC hem de hub-hub bağlantısı için kullanılabilir... Hub'ların birbirine bağlanması Yani sizin yapacağınız çapraz kablo aynı. Hub'lar ile ilgili sık sık problem yaratan bir "kolaylıktan" bahsetmek gerekiyor. Bugün 16 port bir hub alırsınız, bu bana uzun bir süre gider dersiniz, ama networkünüz o kadar hızlı büyür ki kısa zamanda bir hub daha alırsınız. Bu hubları da birbirine bağlamanız gerekir. Yani hub'ların birbirine bağlanması çok sık karşılaşılan bir durumdur. Eee, bizde ne yaparız, hub'ın üzerinde bilgisayar taktığımız portlardan ama bu sefer çapraz kablo ile iki hub'ı bağlarız. Hub üreticileri vatandaş çapraz kablo ile uğraşmasın diye şöyle bir güzellik yapmışlar, hubların bir çoğunda portlardan en büyük numaraya sahip olanın yanında crossover, uplink, out, MDI/X gibi ibareler bulunur. Bu şu anlama gelir: "Eğer bu hub ile başka bir hub'ı bağlayacaksan, düz kablo kullanabilirsin. Düz kablonun bir ucunu bu porta tak ve portun yanında bir düğme varsa ona bas, kablonun diğer ucunu ise, diğer hub'ın normal bir portuna tak." 4. numaralı portun yanındaki düğmeye dikkat. 10
Đki hub'ı düz kablo ile bağlarken, kablonun bir ucu 1. hub'un uplink portuna, diğer ucu ise diğer hub'ın normal bir portuna takılır. Üçüncü bir hub daha bağlanırken bu sefer 2. hub'ın uplink portu kullanılacaktır. Bazen bu uplink portu normal portlardan ayrıdır ve basmanız gereken bir düğme yoktur. Eğer iki hub'da da BNC çıkışı varsa koaksiyel kablo ile de hub'ları bağlayabilirsiniz. Tabii ki iki uçta sonlandırıcı olması gerekiyor. Kablo bağlantı standartları Kablo uçlarını yaparken uymanız gereken, daha doğruyu uyarsanız sizin ve sizden sonra ağa müdahale edecek kişinin işini kolaylaştıracak standartlar vardır. Bu standarda uygun yaptığınız kablo veri kanallarının aynı tel çiftini kullanması kuralına uygun olacaktır. EIA/TIA isimli kuruluş "EIA/TIA -568-A 'Commercial Building Wiring Standard' " isimli kablolama ile ilgili standartları belirlemiştir. Tüm dünyada üreticiler ve teknisyenler bu standartları takip ederler. "EIA/TIA -568-A" standardı içinde kablo uçlarını yaparken kullanabileceğiniz elektriksel olarak birbirinin tamamen aynısı iki şema önerilmiştir. T568A şeması ve T568B şeması. Her iki şemada da 1-2 ve 3-6'nın aynı çifte ait tellere denk geldiğine dikkat ediniz. 11
Düz kablo Düz kablo yapmak için iki uçta aynı şemada olmalı, yani 568A<->568A veya 568B<->568B şeklinde. Dolayısı ile iki seçeneğiniz var. Çapraz Kablo Eğer çapraz kablo yapmak istiyorsanız bir ucu 568A diğerini 568B şemasına göre yapmalısınız. Düz kablo yaparken iki şemadan birini seçip renk kodlarını ezberlerseniz ve her yaptığınız kabloda bunu kullanırsanız, bir kablonun ucu bozulduğunda gidip diğer ucunu kontrol etmenize gerek kalmaz. Peki hangisini seçeyim derseniz, bir çok kaynakta 568A<->568A şemasının dünyada en yaygın kullanılan şema olduğu söyleniyor... Gigabit Ethernet Yukarıdaki kablo bağlantıları 10BaseT ve 100BaseTX için yani 10Mbit ve 100Mbit ethernet için geçerlidir. 1000BaseT yani UTP kablo üzerinden gigabit ethernet kullanacaksanız düz bağlantıda bir farklılık yok. 568A<-->568A bağlantısını kullanabilirsiniz. Çapraz kabloda ise durum değişik, gigabit çapraz için alttaki şemayı kullanmanız gerekiyor. 12
Renk kodlarını ve bağlantı mantığını anladıktan sonra şimdi isterseniz pratikte jak kabloya nasıl takılıyor ona bir bakalım. Jak'ı takma Jak takmaya geçmeden kullanacağımız aletleri tanıyalım. Basit bir RJ-45 sıkma aleti Daha kaliteli bir sıkma aleti, hem RJ45 hem de RJ-11 sıkabilirsiniz. Aslında yukarıda gördüğünüz aletlerden birisi işinizi tamamen görecektir. Ancak kablonun dış plastiğini soyarken kullanabileceğiniz bir alet daha var. Kabloyu geçirip, aleti parmağınızla çevirince kabloya hiç zarar vermeden sadece en dıştaki plastiği kesiyor. 13
Biz elimizdeki sıkma aletini kullanarak kablonun ucunu açalım. Yapmamız gereken kablonun ucunu 2cm kadar aletin iki tarafında da bıçak olan bölümüne sokmak, sadece en dıştaki plastiği kesecek kadar aleti sıkıp, sol elimizle kabloyu tutarken, sağ elimizle aleti çevirmek. Bu hareketi yapınca kablonun dışındaki plastik kesilmiş olacak ve elimizle hafifçe bükünce bunu iyice görebileceğiz. Bu parçayı elimizle sıyıralım. Đçerdeki tellerin kesinlikle yaralanmamış olması gerekiyor. Şimdi telleri görebiliyoruz. Sıra geldi telleri kullanacağımız şablona göre sıraya dizmeye. Elimizle, telleri soldan sağa, sağdan sola "çekiştirerek" istediğimiz sıraya getiriyoruz. 14
Şimdi de teller düz sırada iken telleri baş ve işaret parmağımız arasında "yoğurarak" düzeltiyoruz. Düz hale de getirdikten sonra aletin bir bıçaklı olan ağzına yerleştirip tüm uçlar düz olacak şekilde uçları kırpıyoruz. Gördüğünüz gibi teller düzgün sırada ve uçları da dümdüz. Bu noktada açıkta olan tellerin boyu 1.7cm den daha uzun olmamalı. Aksi halde teller arasında sinyal bozulması olabilir özellikle 100Mbit için kullanılacaksa sakat.. Kabloyu jakın içine sokuyoruz. Bu noktada iki şey önemli. Birincisi tüm uçlar jakın içteki en son noktasına değmeli yani yandaki resme göre jakın sağından bakıldığında, tüm teller sonuna kadar girmiş olmalı. Đkincisi de kablo dışındaki plastik de jak'a girmiş olmalı. 15
Jakı alete takıyoruz ve tek harekette fazla abanmadan sıkıyoruz. Sıktıktan sonra yandan bakıldığında pinlerin kablolara gömüldüğünü ve jakın arkasındaki plastiğin de kablonun en dış plastiğini(yanda mavi olarak çizilmiş) ezdiğini görebiliriz/görmeliyiz. Kablonun iki ucunu yukarıdaki gibi yaptıktan sonra kullanıma hazır. 16
Ethernet Đle Đlgili Temel Bilgiler Đlk başta yerel ağ(lan) kavramı yoktu. Eğer iki bilgisayar arasında veri aktarımı yapmak isterseniz tek yol, dosyayı diskete kopyalayıp diğer makinaya gidip yüklemekti. Şahsen gördüğüm bir örnek şu şekildeydi: Bir ofiste aynı DBase programını kullanan üç bilgisayar vardı ancak aralarında ağ kurulu değildi. Bilgisayarların birinden müşteri girişi, diğerinden ödemeler ve diğerinde de stok işlemleri yapılıyordu. Akşam olunca her üç makinadanda disketle o bilgisayarda üzerinde işlem yapılan dosyalar alınıyor ve diğer iki makinaya aktarılıyordu. Böylece her makina en azından bir önceki günün tüm bilgilerini kullanabiliyordu. Tabii arada bir disketler karışınca tüm veri yapısı bozulup, sonra 1-2 ay gece gündüz demeden en baştan veri girişi yapılması gerekebiliyordu :)) Kişisel bilgisayarların 80'li yılların başlarından itibaren yaygınlaşması ile bilgisayarlar arasında hızlı ve güvenli veri aktarımına olan ihtiyaç arttı. Çözüm ise Ethernet'ti. Günümüzde bir çok LAN teknolojisinden söz edise de, Ethernet açık ara farkla en yaygın LAN teknolojisidir. Ethernet ilk ortaya çıkışından itibaren teknolojisi ve üretim haklarıyla herkese açıktır. Kullandığı teknolojinin üretimi kolaydır ve ucuza mal edilebilir. Aynı zamanda güvenilir olduğu ve kullanıcıların ihtiyaçlarını karşıladığı için en yaygın yerel ağ teknolojisi haline gelmiştir. En yaygın teknoloji olması ethernetin üreticiler için büyük bir pazar haline gelmesine ve sürekli geliştirilmesine yol açmaktadır. Ethernetin tarihi Ethernet Xerox firmasının Palo Alto araştırma merkezinde 1970'li yıllarda Dr. Robert M. Metcalfe tarafından geliştirildi. Metcalfe "geleceğin ofisi" projesi üzerinde çalışıyordu ve elinin altında dünyanın ilk workstation bilgisayarlarından biri olan Xerox Alto bilgisayarlar bulunuyordu. 1972 yılının sonlarında, Metcalfe ve Xerox'ta çalışan iş arkadaşları Xerox Alto'ları birbirine bağlamak için deneysel olarak Ethernet'i geliştirdiler. Böylece Alto bilgisayarlar diğer sunucular ve lazer yazılıcılar birbiriyle haberleşebiliyordu. Đlk Ethernetin çalışma hızı Alto'larla uyumlu olması için Alto'nun çalışma hızı ile aynı tutulmuş ve sonuçta ağ 2.94 Mega Bit/Saniye hızında çalışmıştır. Đlk ethernet tek parça bir koaksiyel kablo kullanıyordu. Bu diyagram...dr. Robert M. Metcalfe tarafından 1976 yılının haziran ayında National Computer Conferance'da ethernetin doğuşu sırasında çizildi. Ethernetin doğuşundan beri bu diyagramdaki temellere dayanan kullanım süregeldi. Metcalfe önce Alto Aloha Network olan sistemin ismini 1973 yılında "Ethernet" olarak değiştirdi. Böylece sistemin sadece Alto bilgisayarlarda değil tüm bilgisayarlarda çalışabileceğini vurgulamak istiyordu. Ethernet kelimesi bir zamanlar tüm uzayı doldurduğuna ve elektromanyetik sinyallerin aktarımını sağladığına inanılan "ether" den geliyordu. Metcalfe'nin sisteminde de veri bitleri tüm sistemlere ulaştığı için sonuçta "Ethernet" doğmuş oldu. 1979 yılına kadar sadece Xerox içinde kullanılan Ethernet'in resmi duyurusu 1980 yılında yapıldı. Xerox, DEC(Digital Equipment Corporation) ve Intel firmaları ile beraber, sonradan "DIX Standart" olarak anılan ethernet standardını yayınladı. DIX standardı koaksiyel kablo üzerinden 10 MBs hızında çalışan etherneti tanımlamıştır. Böylece ethernet, firma içi deneysel bir çalışmadan herkese açık gerçek bir ürün haline gelmiş oldu. 17
Ethernet veya IEEE 802.3? DIX standardından sonra Ethernet, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)'in 802 kodlu komisyonu tarafından geliştirilmeye devam etti. IEEE 1985 yılında "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications" şeklinde bir isimle yeni ethernet standardını yayınladı. Đzleyen dönemde IEEE standardı International Organization for Standardization (ISO) tarafından yürütülmeye devam etti. ISO günümüzde bilgisayar ağları ile ilgili tüm standarları yürüten kuruluştur. 1985 yılından itibaren üretilen tüm ürünler IEEE 802.3 standardına göre üretilmektedir. Aslında bu ürünleri "IEEE 802.3 CSMA/CD" standardını kullanan ürünler olarak tanımlamak daha doğrudur. Ama dünya çapında hala genel olarak "Ethernet" kelimesi tüm bu ürünler ve dahil oldukları teknolojiyi tanımlamak için kullanılmaktadır. Ethernet tek bir ağ teknolojisi olmaktan çok, aynı bus topolojisini, frame yapısını ve network access(ağ erişimi) metodunu kullanan ağ teknolojileri ailesini tanımlar. Ethernetin çalışma şekli Etherneti geliştiren ekip üç ana problemi çözmek zorundaydılar: 1. Kablo üzerinden veri nasıl gönderilecek 2. Gönderen ve alıcı bilgisayarlar nasıl tespit edilecek 3. Belli bir anda kabloyu kimin kullanılacağına nasıl karar verilecek Verinin aktarımı: Paketler(Frames) Tüm bilgisayar ağları ağ üzerinden aktarılacak veriyi sabit boyutta küçük paketler halinde iletirler. Bu yöntemin iki önemli faydası vardır. Birincisi büyük bir dosya transferi yapan bir bilgisayar ağın tamamını uzun bir süre meşgul durumda tutmamış olur. Bir sistem veriyi paketler halinde yollarken, her paketi göndermeden önce kablonun kullanımda olup olmadığını kontrol ettikten sonra paketi yollar. Paket karşıya ulaştığında, kablo tekrar ağdaki tüm makinalar için boş duruma gelmiş olur. Az önceki makina ikinci paketi yollamadan önce tekrar kabloyu kontrol etmek zorundadır. Bu arada diğer bir sistem kendi paketini yollayabilir. Paketler küçük yapıda olduğu için saniyelerler içinde yüzlercesi değişik bilgisayarlar tarafından yollanıp-alınabilir. Bilgisayarları kullanan insan için durum, ağda sanki herkes aynı anda veri alışverişi yapıyormuş gibidir. Veri paketler halinde gönderilmeseydi, bir kullanıcı 50 MB bir dosyayı başka bir bilgisayara yollarken belki 3-5 dakika boyunca diğer hiçbir sistem ağı kullanamayacaktı. Paketli yapının ikinci faydası ise şudur: 50 MB'lık dosyanın bir biti bile aktarım esnasında bozulursa, bu tüm dosyanın en baştan tekrar gönderilmesi anlamına gelir. Oysa veri paketlere bölünüp yollandığında, sadece bozuk giden paketin tekrar yollanması kafidir. Ethernet veri paketinin yapısı sabittir. Her paket şu dört bilgiyi içerir: 1. Alıcının MAC adresi 2. Gönderenin MAC adresi 3. Gönderilecek veri'nin kendisi 4. CRC kodu MAC adresi Ethernet ağına dahil her cihaz ya da ethernet arayüzüne sahip her cihaz "node" olarak adlandırılır. Bilgisayarlara ethernet kartı takınca bir node haline gelirler, ancak ethernet girişi olan başka cihazlar da olabildiği için(router'lar mesela) genel kavram node'dur. Ethernet ağında sistemler birbirinden sahip oldukları MAC adresi ile ayırdedilirler. Her node veya basitçe her ethernet kartı dünyada eşi olmayan bir adrese sahiptir. Bu adres 48 bitlik bir sayıdır. Örneğin bu yazının yazıldığı bilgisayara takılı ağ kartının MAC adresi şöyle: 100100000110101001010010100011001101100000011 Đlgi çekici değilmi? Đkili sistemdeki bu sayıyı söylemek ve yazmak zor olduğu için bu sayı 16'lı sayı sisteminde yazılır: 12 0D 4A 51 9B 03 18
Benim kartımın üreticisi Cnet isimli firma. Bu firma, ağ kartı üretmeye karar verince önce gidip IEEE'ye başvurmuş ve IEEE buna 24 bitlik bir üretici kodu vermiş. Bu kod Organizationally Unique Identifier(OIU) olarak adlandırılıyor ve her üreticiye farklı bir kod veriliyor. Daha sonra Cnet ürettiği her ağ kartı için ilk 24 biti kendi OIU numarası, geri kalan 24 biti ise kartın seri numarası(device ID-başka bir karta daha verilmeyecek) olmak üzere MAC adresi belirleyip, ağ kartının üzerinde programlanabilir bir çipe bu numarayı yazar. Böylece bu kartın dünyada eşi olmayan bir MAC adresi olur. Bunun sayesinde sizin almış olduğunuz her ağ kartı üreticisi, üretim tarihi, markasımodeli ne olursa olsun farklı bir MAC adresine sahip olacaktır. Ethernet sisteminde node'ları birbirinden ayırmak için bu MAC adresleri kullanılır. MAC adreslerinin kullanımı MAC adresleri sayesinde sistemler ağ üzerinden kendilerine ulaşan veri paketinin kendilerine gelip gelmediğini anlarlar. Ethernet ağında, bir bilgisayar bir veri paketi yolladığında, bu paket ağdaki tüm sistemlere ulaşır. Her makina paketin ilk bölümü olan alıcı MAC adresini okur ve kendi MAC adresiyle kontrol eder. Eğer gelen paket kendine aitse işler, değilse göz ardı eder. Ethernet'in bu özelliği ciddi bir güvenlik açığına yol açabilir. Packet Sniffer olarak adlandırılan programlar, bilgisayara gelen veri paketlerini MAC adresi ne olursa olsun alıp kullanmaya izin verirler. Bu tip programlar iyi niyetle kullanıldığında problemlerin çözümüne yarayabileceği gibi, yerel ağınızda meraklı bir kullanıcının sizin aslında başka bir makinaya göndermekte olduğunuz her dosyayı izlemesine neden olabilir. Multicast ve Broadcast Adresleri Bir grup sistemin aynı veriyi alması isteniyorsa, bu gruba dahil olması istenen sistemlerde ethernet arayüzü (bilgisayardaki ağ kartı mesela) belli bir multicast adresine yollanmış veriyi kendi MAC'ine gelen bir veriyi alır gibi alması için ayarlanabilir. Yani multicast adresler belli bir grup cihazın aynı veriyi almasını sağlar. Broadcast adresi ise 48 biti de 1 olan özel bir adrestir. Bu adrese yollanmış bir veri paketini alan her ağ kartı bu paketi kabul eder ve işleme koyar. Bazen tüm bilgisayarlara gitmesi gereken bir mesaj göndermek gerekebilir. Bu durumda mesajı içeren veri paketleri broadcast adresine yollanır böylece ağa dahil tüm cihazlar bu mesajı alır. CRC hata denetimi Cyclic Redundancy Check veri paketlerinin elektrik sinyali olarak kablodan geçerken bozulmaları durumunda bu bozulmanın yani veri paketinin karşıya yolda değişmiş olarak ulaştığının tespitine yarar. Gönderen taraf, veri paketine konacak veriyi matematiksel bir işlemden geçirir. Đşlemin sonucu CRC kodudur. Veri ve CRC kodu karşı tarafa yollanır. Alıcı paketi açar, veriyi okur, aynı matematiksel işlem veriye uygulanır. Sonuç eğer veri yolda bozulmadan, yani bir bit'i bile değişmeden gelmişse, CRC kodu ile aynı olmaldır. Aksi halde alıcı gönderen makinaya ilgili paketi tekrar yollamasını söyler. 19
Bu noktaya kadar en başta karşımıza çıkan iki problemi yani verinin nasıl gönderileceğini(paketler halinde) ve ağa dahil sistemlerin nasıl birbirinden nasıl ayırdedileceğini(mac adresi ile) çözdük. Sıra geldi kimin veri paketini yollamak için kabloyu nasıl kullanacağının belirlenmesine. Kabloyu kim kullanacak (CSMA/CD) Đlkokul öğretmenim her zaman söz size gelmeden konuşmayın derdi. Ama söz bize nasıl gelir, yoksa biz mi söze gideriz o ayrı bir konu. Bir arkadaş grubunda sohbet ederken benim taktiğim ise her zaman şöyledir. Söz almadan önce konuşanın konuşmasını bitirmesini beklerim, ancak kimse konuşmuyorsa sözümü söylerim(carrier Sense). Ancak benim gibi iyi aile terbiyesi almış bir arkadaşım da aynı benim taktikle sözü alabilir, kimsenin ağzını kapatamayız değil mi canım?(multiple Access). Bazen işte böyle ikimizde fırsattan istifade iki laf da ben edeyim diye aynı anda söze başlarsak ne olur, gürültü olur tabii, ben böyle durumlarda hemen çenemi kaparım(collision Detection). Ethernet'te benzer bir teknik kullanır. Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detection veya kısaca CSMA/CD'ye göre, ethernet kartı veri gönderimine başlamadan önce kablonun kullanımda olup olmadığını kontrol eder. Eğer o anda diğer bir sistem kablodan veri aktarıyorsa buna Carrier denir. Kabloda aktarım olup olmadığını tespit Carrier Sense'dir. Kablo boşta olduğunda her Ethernet arayüne sahip cihaz eşit hakka sahiptir ve veri aktarımına başlayabilir. Buna Multiple Access denir. Bir ethernet ağında bilgisayar üzerinde çalışan işletim sistemi veya kullanıcısı önemli değildir. Bir DOS makinası ethernetin kabloyu kullanma şansı açısından W2000 server ile aynıdır. Bazı durumlarda iki sistem kablonun boş olduğunu tespit ederek aynı anda veri aktarımına başlayabilir. Bu durumda iki tarafın yolladığı veri çakışır(collision). Ethernet kartları çakışmayı hemen tespit ederler(collision Detection). Collision durumları Collision veya çakışma kelimesi insanda olumsuz bir etki uyandırsa da, bir ethernet ağında çakışmaların oluşması gayet normaldir. Eğer birden fazla ethernet kartı aynı anda veri iletimine geçerlerse çakışma oluşur. Sistemler kendi yolladıklarıyla kablodan geleni karşılaştırarak bunu hemen tespit ederler. Bunun akabinde her iki taraf da özel bir algoritma ile belirlenen rastgele bir süre boyunca beklerler. Çakışmaların oluşması ethernetin doğasında olan bir şeydir ve her ethernet ağında çakışma olması kaçınılmazdır. Eğer ağ limitlerin dışında kullanılmıyorsa(ağa dahil sistem sayısı, kullanılan kablo uzunlukları, veri aktarım yükü vs.) çakışmalar saniyenin milyonda biri gibi sürelerde giderilir. Yani çakışmanın ardından birkaç mikrosaniye bekleyen sistem veriyi yollamaya tekrar başlar. Eğer ağ çok yoğun kullanılıyorsa, aynı frame/veri paketi gönderilirken birden fazla çakışma olabilir. Bu durumda sistemler rastgele belirlenen bekleme süresini uzatmaya başlarlar. Burada süre rastgele belirleniyorsa nasıl daha uzun veya kısa olabilir diye bir soru akla gelebilir. Sürenin rastgele olması her iki tarafında aynı süre bekleyip, sonra da yine aynı anda aktarım yapmalarının önüne geçmek için rastgeledir. Örneğin her iki tarafta birden ona kadar bir sayı tutar ve o kadar milisaniye bekler. Ancak süre belirlenirken, aynı paketin gönderiminde üstüste çakışma oluyorsa(ağda yoğun trafik varsa) süre 1-10 arası değil belki 50-100 arasında seçilir. Ethernetin bu yapısı ağdaki trafik yoğunluğu arttıkça kendisini duruma uydurmasını sağlar. Ethernet aynı veri paketini 16 denemeden sonra hala gönderemediyse bu paketi iptal eder. Bu ancak çok uzun bir süre çok aşırı yoğunluk yaşanması durumunda, veya kabloda meydana gelen bir arıza nedeniyle olabilir. Bu noktada ethernetin diğer ağ teknolojilerinde de olduğu gibi veri aktarımını %100 garanti etmediğini görüyoruz. Bu açık üst katman protokollerinin sağladığı veri kontrolü ile telafi edilir. Bir paket yolda kaybolursa veya 16 denemede de yollanamayıp iptal edilirse, alıcı taraftaki üst katman protokol (TCP/IP kullanılıyorsa; TCP) gönderen taraftaki TCP'ye gelen veride bir eksiklik olduğunu bildirecek ve tekrar yollanmasını isteyecektir. 20
Ethernetin kullandığı CSMA/CD tekniğinin basit yapısı ethernet ağ kartlarının ve diğer ekipmanların rakip teknolojilere (Token Ring) göre daha ucuza üretilebilmesini sağlar. Böylece ethernet ağları çok daha ucuza mal olur. Ethernet ne kadar hızlı CSMA/CD tekniği nedeniyle ethernet veri aktarımı yapabileceği belli bir süreyi çakışmalarla uğraşırken harcar. 90 kullanıcılı bir ethernet ağının olduğu firmada pazartesi sabahı 9:00'da herkes aynı anda oturup makinalarını açıp, şifrelerini girip, gün boyunca kullandıkları programa girmeye çalıştığı anda ağda çok büyük miktarda çakışma oluşur. Kullanıcılar açısından sanki herkes aynı anda ağı kullanıyor gibidir ama aslında CSMA/CD çalışmaktadır. Sık sık "sabahları amma yavaş çalışıyor bu aletler" serzenişlerini duyarsınız. Ancak gün boyunca hiçbir zaman bu 90 kullanıcı da aynı anda ağı kullanmayacağı için, ağ daha yüksek performasla çalışır. Her ethernet ağı belli bir süreyi çakışmalarla ve broadcast mesajlarıyla harcar. Dolayısıyla hiçbir ethernet söylendiği gibi 10Mbs veya 100Mbs'de çalışmaz. Daha doğrusu sizin birim zamanda aktardığınız veri miktarı bu değerlere hiçbir zaman ulaşamaz çünkü ağdaki bu veri aktarım kapasitesinin bir bölümü collision ve broadcast mesajları ile harcanmaktadır. Ethernetin kullandığı basit iletişim yapısı nedeniyle performans kaybı kaçınılmazdır. Ancak bu basit yapı ucuz üretim maliyetleri anlamına gelir. Sonuç itibariyle getirisi-götürürüsü karşılaştırıldığında ethernet yine de en uygun çözüm durumundadır. 21