IP ADRESLERİ Bu dökümandaki konular: S n fl IP Adresleme IP Adreslerinin Bileşenleri IP Adres S n flar S n fl IP Adresleme Bir Networkü Subnetlemek CIDR Subnetler Subnet Mask lar IP adresleri bilgisyarlar networkte tan mlar ve yerlerini belirler. Bu yüzden networkteki her bilgisayar n birbirinden bağ ms z IP adresleri vard r. Ağdaki bilgisayarlar bu IP adresleriyle birbiriyle iletişim kurarlar. IP Adreslerinin Bileşenleri Network ID IP adresinin ilk parças network ID dir. Hangi network segmentinde olduğunu yani; hangi subnet te olduğu anlaş l r. Ayn segmentteki bütün bilgisayarlar n Network ID leri ayn d r. Örnek olarak; ayn mahalledeki her evin ayn posta koduna sahip olduklar n söyleyebiliriz. 192.168.0.1 ile 192.168.1.0 birbiriyle direk konuşamazlar. Ileriki konularda bunlar n nas l birbirinden ayr ld ğ n ve neden 1.1.1.1 gibi numara yerine 192.168.0.1 gibi birbirinden çok farkl say lar n kullan ld ğ aç klayacağ z. 192.168.0.1 < Network ID ><Host ID> Host ID IP adresinin ikinci parças Host ID dir. Host ID bir hostu, router, veya networkteki herhangi bir ayg t temsil eder. Örnek olarak; ev adreslerinin herkesten farkl olmas n yani tek olmas n gösterebiliriz. Bu noktaya kadar aranan adreslerin nas l isimlendirildiğini ve nas l çağ r ld ğ n gördük. Daha ileriki konularda Network ID ile Host ID nin birbirinden nas l ayr ld ğ n ve nas l hesaplanacağ n göreceğiz. IP Adres S n flar 192. 168. 0. 1 1.okted 2.okted 3.okted 4.okted Her nokta IP'yi birbirinden ay r r. IP s n flama bilgisayarlar n networkte veya internette birbirleriyle iletişim kurabilmeleri için verilir. Üç çeşit ana IP s n f vard r. S n f A: S n f A çok fazla hostu olan networkler için verilir. 126 farkl network için numara verilebilir. 1
İlk oktet network ID si için geri kalan 3 oktet de hostlar için ayarlan r. 16.777.214 tane hosta kadar numara verilebilir. ( yani 16.777.214 bilgisayar tan mlanabilir. ) S n f B: Orta büyüklükteki networkler için verilir. İlk 2 oktet Network ID yi son 2 oktet host say s n verir. 16.384 network ID verilebilir ve network baş na 65.534 host adresi girilebilir. S n f C: Genellikle küçük networkler için ve LAN lar için kullan l r. Yaklaş k 2.097.152 network ID ve her network için 254 host numaraland r labilir. S n f D ve E: D ve E s n f hostlara numara vermek için kullan lmaz. D s n f multicasting için kullan l r. E s n f da gelecek için ayr lm şt r. IP Adres S n flar : IP Adres S n f IP Adresi Network ID Host ID A a.b.c.d a.0.0.0 1-126 B a.b.c.d a.b.0.0 128-191 C a.b.c.d a.b.c.0 192-223 D a.b.c.d Geçerli Değil 224-239 E a.b.c.d Geçerli Değil 240-255 Bir Networkü Subnetlemek Büyük bir networkü router ile küçük parçalar haline getirip performans n art rmak mümkündür. Bu küçük parçalar n herbirine Subnet denir. Neden Networku Parçalara Ay r yoruz? Bir networkte 200 tane bilgisayar olduğunu varsayal m. Bunlar birbirlerine Hub la bağlans nlar. Hub la bağlanan bilgisayarlarda 1 bilgisayar veri göndermek istediğinde 200 bilgisayarada ayn veri gider ve ilgili bilgisayar paketi al p gerisini imha eder. Bu olay ağ performans n olumsuz yönde etkiler. 2
IP adresleri ile Subnet Mask (subnet maskesi) And işlemi denen matematiksel bir işlemden geçer ve ortaya network ID ç kar. Örneğin; Network ID'si sizinkinden farkl olan bir bilgisayara direk erişilemez. Bu bilgisayara erişebilmek için router kullanmak gerekir. Şimdi Subnet'lerle ilgili konulara göz atal m: Subnetler Subnet Masklar Lokal ve Uzak Hostlar Kararlaşt rmak Subnetler Ethernet kart olan çoğu bilgisayar herhangi bir network alan ndad r. Bilgisayar say s artt kça, veri çarp şmalar na sebep olacak ve buda network h z n n düşmesine neden olacakt r. Problemi çözmek için; ayn fiziksel yap içinde bilgisayarlar gruplay p bunlar router veya bidge lerle birbirine bağlanabilir. TCP/IP sürecinde segment ler router larla ayr l r. Her bir ayr lan parça subnet i oluşturur. Her subnet in farkl network ID ye sahip olmas gerekir. Subnet Masklar IP adresi 10.10.10.10 Subnet Mask 255.255.255.0 Network ID 10.10.10.0 IP adresleri 0 ile 255 aras ndad r. Ayn şekilde subnet mask ve network ID de ayn say sistemini kullan r. Yukar daki örnekte IP adresi 10.10.10.10 IP sini and (ve) işlemine dahil ediyor ve network ID sini al yoruz. Örneğin olarak 255.255.255.0 subnet maskesi geçerli bir maskedir fakat 255.0.255.0 maskesi geçerli bir maske değildir. 10.10.10.10 IP sinin aç l m için 10 luk ve 2 lik sistemleri iyi bilmek gerekir. 10 rakam, 10 luk say sistemindedir. Maskeleme kavram n daha iyi anlamak için bu rakam 2 lik say sistemine çevirmek gerekir. Bir okted en fazla 8 bit eder. Buda 256 rakam na denk gelir. Bu say sistemini kavramak için aşağ daki şekilden faydalanmak daha iyi olur. Örneğin en çok kulland ğ m z 192.168.0.1 ve 255.255.255.0 n nas l aç ld ğ na bakal m. Bit hesaplama 128 64 32 16 8 4 2 1 192. 1 1 0 0 0 0 0 0 168 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 192 rakam n 2 lik sisteme çevirmenin en kolay yolu toplama yöntemidir. Toplam uzunluk olan 255 içinde 192 yi yerleştirerek 11000000 elde edilir. Bu uzunluk 8 bitlik uzunluğa eşittir. En sonunda 3
11000000 + 10101000 + 00000000 + 00000001 = 192.168.0.1 elde edilir. 11111111 + 11111111 + 11111111 + 00000000 = 255.255.255.0 Maskesiyle beraber AND işlemine tabi tutulur. And'leme işleminde aşağ daki kurala uyulur. 1 1 = 1 1 0 = 0 0 1 = 0 0 0 = 0 sonuç olarak; 11000000 + 10101000 + 00000000 + 00000000 = 192.168.0.0 bulunur. Bu bizim network ID miz oluyor. 10 rakam ikilik sistemde: 00001010 and 11111111 = 00001010 böylece 10.10.10.10 IP sinin ID si 10.10.10.0 olarak ç kar. Daha önceki konularda a.b.c.0 network undeki host say s n 254 olarak hesaplam şt k. Ayn şekilde bu örneğimizde de host say s 254 dür. Kural: And'leme işlemi s ras nda maske; 255.255.255.0 olabilir veya 255.0.0.0 olabilir fakat 255.0.255.0 olamaz. Çünkü; 255 rakam ndan sonra daha küçük bir rakam gelemez. Dikkat edilmesi gereken nokta 256 bilgisayar yerine 254 bilgisayar n adreslenebilmesidir. 192.168.0.255 Broadcast adresini belirtir. 192.168.0.0 da network ID sini belirtir. S n fl IP adreslerini ayarlamak çok kolayd r ve her yerde kolayl kla uygulanabilir. Tek gerekli bilgi a, b, c ve d s n fl olan IP aral klar d r. Classless Inter-Domain Routing (CIDR) IP adres s n flar, Client'lar birbirinden ay rman n yan s ra Routing işlemleri için anlaş labilir bir yol sağlar. Bu yöntem Network içinde IP atamas yap l rken çok az değişiklik ihtimale izin verdiği için uygunsuz IP adresleri atanmas na sebep oluyordu. Bu engellemelerin üstesinden gelebilmek ve Network boyutlar n daha büyütebilmek için Classles (s n fs z) Inter-Domain Routing olarak adland r lan metot geliştirildi. B Class IP adreslerinin tükenme Problemi: (Yersiz kullan mdan doğan IP s k nt s ) B Class IP adreslerinin tükenmesine classful metot adresleme kullanan tamamen farkl Network büyüklükleri sebep olur. Bu sistemde orta ölçekli 2000 bilgisayarl bir Network e sahip olan bir işletmede B kategorisine göre IP verilirse 65,534 IP adresinden 63,534 IP adresi kullan lmam ş olacakt r. 4
İnternetteki Routerlar n Routing Tablolar n Doldurma Problemi: Bu problemin üstesinden gelebilmek ve IP oran n ayarlamak için 2000 bilgisayarl bir orta büyüklükteki işletmenin IP s n fland rmas n Class C sistemine göre, 8 farkl segment ayarlayabiliriz. 254 bilgisayardan 8 segment yaparsak sorunumuzu çözmüş oluruz. Fakat bu da 8 router ihtiyac doğurur. Sonuç olarak: 8 router ile böyle bir organizasyon kurarsak İnternet üzerinde paketlerin routerdan geçmesi nedeniyle paket trafiğini art racak buda İnternetin üzerindeki yükü art racakt r. 2000 Bilgisayarl network ayarlamak İlk subnet 254 bilgisayar al yor. 8bit^2 = 256 2 al rsa ( biri broadcast bir tanesi network ID için ayr l yor. ) bir bit art rarak 256 * 2 = 512, 512 *2 = 1024, 1024 *2 = 2048 yapar. Neden hep 2 ile çarpt k? Çünkü bitleri teker teker sol taraftan almam z gerekiyordu. 2048 rakam bizim istediğimiz 2000 rakam için çok uygun. Çünkü 2000 bilgisayar ile birlikte 48 rakam daha ileride gelebilecek bilgisayarlar için ayarlam ş olduk. Şimdi bunu tablomuza yerleştirelim ve ne tip bir IP s n f kullanmam z gerektiğini bulal m. ( asl nda 2048 2 ) Bize B s n f bir IP adres aral ğ gerekli. Örneğin ; 10.10.0.0 s n fl bir IP de çal şmaya başlayal m. 10 rakam için: 128 64 32 16 8 4 2 1 Şimdi olay n kopma noktas na geldik. 10.10. dan sonraki okted için biz 3 bit içeri gireceğiz yani= 11111000 olacak. Yani = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 = 248 elde ederiz. Sonuç olarak : 10.10.248. rakam n elde ederiz. 248 en fazla ç kabileceğimiz rakamd r. 128 64 32 16 8 4 2 1 248 1 1 1 1 1 0 0 0 sonucunu elde ediyoruz. Son okted için bir şey yapmam za gerek yok çünkü bütün hepsini kullanacağ z. Subnet Maskelerini Hesaplama Subnet rakamlar n oluşturmadaki en önemi kural 1 lerden sonra 0 kullan p tekrar 1 kullanmamam zd r. Daha aç k bir ifadeyle 11111111 11111111 00000000 00000000 Gibi bir yaz m doğruyken 11111111 11111111 0010000 10000000 bir yaz m yanl şt r. Örnek te görüldüğü gibi 3. ve 4. oktette 0 s f rdan sonra 1 rakam kullan lm şt r. IP adresi verirken böyle bir sorun yokken subnet hesaplamada bu kurala çok dikkat edilmesi gerekir. Çünkü 1 lerden sonra gelen 0 lar al nabilecek en fazla host say s n belirler. Buradan sonraki anlat m anlaş lmay kolaylaşt rmak için örneklerle anlatacağ z. 5
Daha önceki konularda B s n f bir adresleme ile yaklaş k 65.000 tane IP ile adreslemeyi yapabileceğimizi fakat bunun routerlar ve switchelerle bağlant s n n neredeyse imkans z olduğunu söylemiştik. 5000 tane bilgisayar olan bir sistemde 65.000 tane IP vermek anlams z olacakt r. Bu şirketin 5 farkl bölümü olduğunu ve her bölümü içinde 1000 tane bilgisayar koymak istediğimizi düşünelim. ISS den de 190.35.0.0 gibi IP havuzundan IP ald ğ n düşünelim. İlk bak şta gördüğümüz gibi 190 ve 35 oktetleri kilitlidir yani 255.255 olarak başlar. Bunun nedeni 128-191 aral ğ nda olduğu için B s n f bir IP aral ğ nda olmas d r. Diğer 2 oktetlere de hostlar yerleştireceğiz. Toplam 32 bitimiz vard ve 8 + 8 = 16 bitten ilk iki oktete atad k. Geriye 16 bitimiz kald. Şimdi 2 nin üslerini kullanarak kaç bite ihtiyac m z olduğunu görelim. 2^1 2 = 0, 2^2 2 = 2, 2^3 2 = 6, 2^4 2 = 14 (-2 diyoruz çünkü; 1 ve 0 kullan lmaz. Çünkü 0 networku tan mlarken 1 ise broadcasti temsil eder.)... burada bize 5 rakam gerekli olduğundan 23 2 = 6 rakam n (6 bit) kullanabiliriz. 5 subnet için 6 rakam (6 bit) yeterli olacakt r. Ayr ca gelecekteki şirket büyümesi içinde elimizde fazladan bir subnet olacakt r. Şimdi bu 3 biti tablomuzdaki yerine koyal m. 128 64 32 16 8 4 2 1 1 1 1 0 0 0 0 0 Yukar daki tabloya göre işlemimizi tamamlay p subnet maskemizi bulal m. 128+64+32= 224 eder. Demekki subnetimizdeki 3. oktet 224 olacakt r. Subnetimiz 255.255.224 oldu. Network ID Hesaplama IP adresleri ile subnet maskesinin özel bir işlemden geçtikten sonra Network ID bulunur. Bu özel işleme AND ad verilir. Türkçe karş l ğ yle ve leme işlemi olarak adland r l r. And işleminde 1 and 1 = 1 1 and 0 = 0 0 and 0 = 0 0 and 1 = 0 kural uygulan r. Görüldüğü gibi sadece 1 and 1 işleminin sonucu 1 olarak ç k yor. IP adresimiz 10 217 123 7 İkilik sistemi 00001010 11011001 01111011 00000111 Subnetimiz 255 255 240 0 İkilik sistemi 11111111 11111111 11110000 00000000 Network ID 10 217 112 0 Nework ID 00001010 11011001 01110000 00000000 Görüldüğü gibi and işlemi sonunda 10.217.112.0 network ID si karş m za ç k yor. Daha anlaml olmas için 10.217.112.0/20 olarak yaz yoruz. En son k s mdaki 20 say s bize kaç n c bite kadar 1 konacağ n gösteriyor. (subnetimizi işaret eder.) 10. 217. 112. 0 <network ID ><hostlar> 6