Ağ (network) kavramı, var olan kaynakların kullanıcılar tarafından beraber kullanılması, bilgiye ortak ulaşmaları ve buna bağlı olarak da maliyet ve zaman tasarrufu sağlanılması gereksiniminden ortaya cıkmıştır. Bu temel kuraldan hareketle oluşan ağlar gunumuzde;
-uzaktaki bilgiye erişim (Web),
-kişisel iletişim (E-mail, ICQ, IRC, Video-konferans),
-interaktif eğlence (Web-Tv, oyunlar) gibi kavramlarla hayatımızda onemli bir yer kaplamaktadır. Bir ağın oluşabilmesi icin minimum iki makineye, bunlara takılı olarak ağ kartlarına ve de bağlantıyı sağlamak icinde kabloya ihtiyac vardır.
Ağların Gelişimi ve Ağ Teknolojileri
Ana Makine (MainFrame) Modeli:
Ağ kavramı ilk olarak Ana Makine (MainFrame) teknolojisi ile ortaya cıkmıştır. Ana makinenin kendi işlemcisi (CPU), sabit diski (harddisk), bunları kumanda etmek icin bir ekranı, klavyesi ve de terminallere bağlı seri portları vardı. Aptal terminaller (dumb terminal) sadece ekran ve klavyeden oluşurdu, yani bir deyişle pasif makinelerdi. Terminallerin yerel bir disk alanları da olmadığı icin bilgiyi ana makine uzerinde saklarlardı. Tum yuk ana makinenin uzerindeydi ve bu yuzden cok pahalıydı. Terminallerin kendi başlarına işlem yapabilme ve bilgiyi kendi uzerinde saklama gibi yetenekleri olmadığı icin ,deyim yerindeyse aptaldılar.
Ana makinede cıkacak bir sorunun tum sistemi etkilemesi ise , bu modelin en buyuk dezavantajıdır.
İstemci / Sunucu (Client/ Server) Modeli:
İstemci/Sunucu modelinde her istemci kendi başına belirli işlemleri yerine getirebilmekte, yetersiz durumda kaldığında ise o işe ozelleşmiş olan sunuculara başvurmakta idi. Orneğin; her istemcide ofis uygulamaları, masa ustu yayıncılık, oyun programları kullanılması buna rağmen veri tabanı ya da web gibi uygulamalarda bir sunucuya erişilmesi gibi.
Eşlenik Ağ (Peer to Peer) Modeli:
İstemci/Sunucu modelinin gelişmesi ve yaygınlaşması ile birlikte istemcilerin daha on plana cıktığı, ozelleşmiş sunuculara ihtiyac duyulmayan ağ ornekleri de ortaya cıkmaya başladı. Bu modelde sunucu ve istemci yoktur. Her bilgisayar istemci konumundadır. O yuzden; ağlarda makineler yaklaşık ozelliklerdedir ve işleyiş olarak birbirlerinden ustunlukleri yoktur.
Ornek; tamamen Windows 95/98 kullanan ağlar.
Buyukluklerine Gore Ağlar
LAN (Local Area Network) Yerel Alan Ağı: Kurulabilecek en kucuk caplı ağ olmakla birlikte buyuklukleri bir oda veya bir binayla sınırlı kalmayıp 1 km'ye kadar cıkabilmektedir. Orneğin; kucuk ve orta dereceli kurumların ağları.
WAN (Wide Area Network) Geniş Alan Ağı: Aralarında 1 km'den fazla mesafe olan LAN ların birleşmeleriyle meydana gelirler. Turkiye'deki en meşhur WAN'lardan biri Turnet (Turkiye ic omurgası), bir diğeri Ulaknet'tir (Universiteler arası ağ).
MAN (Metropolitan Area Network) Metropol Alan Ağı: WAN'ların şehir bazında ya da şehirler arası birleştirilmeleriyle oluşur, fakat gunumuzde MAN kavramı kullanılmamakta, yerine WAN terimi tercih edilmektedir
Ağ Calışma Prensipleri
Temel olarak ağlarda iki tip calışma prensibi vardır:
-Yayın (Broadcast): Ağa atılan bir paketin her bilgisayara gonderilmesi. Paket hangi MAC adresine gidecekse, o adresin sahibi geriye (+) yanıt gonderir ve paketler ona doğru gitmeye başlar.
-Noktadan noktaya (Point to Point): Ağa atılan bir paketin ozel bir noktaya iletilmesi.
Ağların calışma prensibi genelde yayın tarzındadır. Buna rağmen internet omurgası noktadan noktaya calışmaktadır.
Ağ Topolojileri
BUS (Doğrusal/Lineer) topoloji:
Ağda yer alacak butun aygıtlar Bus yada Backbone adı verilen merkezi bir kabloya bağlıdır. Makineler kabloya T-konnektorler aracılığıyla bağlanırlar ve kablonun rezistansını duşurmemek icin acıkta kalan iki ucuna sonlandırıcılar takılır. Bir makinede veya kablonun herhangi bir noktasında oluşan arıza tum sistemin calışmasını engeller. Cunku; sonlandırıcılar vardır. Bu dezavantajına rağmen kurulumu en kolay yapı olduğu icin tercih edilmektedir. Maksimum kapasitesi 10-12 makine olup, iki makine arası maksimum mesafe ince eş-eksenli (thin coaxial) kablo kullanıldığında 185 m, kalın eş-eksenli (thick coaxial) kablo kullanıldığında 500 metredir.
Bu tip topolojide tek bir hat tum terminalleri dolaşır. Genellikle koaksiyel kablo kullanılır.
Ulkemizde de oldukca rağbet gorduğu soylenebilir. Kucuk ağ sistemleri icin ideal bir secim olarak kabul edilir. Bununla birlikte ihtiyaclar karmaşıklaştıkca giderek terkedildiği gozlenmektedir.
STAR (Yıldız) topoloji :
Bu topolojide bilgisayarların birbirlerine gore konumları yıldız şeklindedir. Ağdaki tum birimler merkezdeki hub’a (cok portlu cihaz) uctan uca bağlantıyla bağlıdır. Hub’ların birbirlerine bağlanması suretiyle ağın genişleme şansı vardır. Yıldız topolojisinde sinyal ağa bağlı birimden merkezdeki donanıma, buradan da diğer ağa bağlı birimlere doğru yayılır.
Merkezi bilgisayar işlemleri ve bilgi paylaşımını kontrol eder.
Herhangi bir nod (duğum) calışmaz hale gelirse otomatik olarak devre dışı kalır. Bu tip topolojilerde kritik olan merkezi bilgisayardır. Cunku, ana bilgisayarın calışmaması durumunda tum sistem durur.
Genelde UTP (Unshielded Twisted Pair) korumasız cift dolanmış ya da STP (Shielded Twisted Pair) korumalı cift dolanmış kablo kullanılarak oluşturulur ve bilgisayarlarla bağlantı cihazının (hub gibi) maksimum mesafesi 100 metredir. Kullanılan cift dolanmış kablonun ve ağ kartının ceşidine gore farklı hızlarda calışır. Her bilgisayarın bağlantısındaki problem yalnızca onun calışmasını engellerken, ağdaki diğer cihazlar calışmalarına devam ederler. Ancak bağlantı cihazlarındaki (hub, switch) problemler, o cihaza bağlanan tum cihazların calışmasını engeller. Diğerlerine gore daha guvenilir fakat pahalı cozumler sunar.
RING (Yuzuk –Dairesel) topoloji:
Bus yapısındaki bir ağın sonlandırıcıların cıkarılarak iki ucunun birleştirilmesiyle oluşan ağ yapısıdır. Tum birimler ya doğrudan ya da bir aktarma kablosu ve arayuz ile halkaya bağlıdır.
Elektriksel sinyal birimden birime tek bir yonde iletilir. Her birim, gelen kabloda alıcı, giden kabloda gonderici işlevi gorur. Sinyal her birimde kuvvetlendirildiği veya yeniden oluşturulduğu icin zayıflama en alt duzeydedir
TREE (AĞAC)topoloji:
Temel olarak tıpkı doğrusal topoloji de ki gibi bağlantı noktalarından alınan ekler yontemine gore calışılmaktadır. Sadece ağac topolojisi ağ bağlantıları icin tercih edilmektedir. Daha cok ağac ve doğrusal topolojisi birlikte kullanılır (BUS/TREE topoloji).
GENİŞLETİLMİŞ YILDIZ topoloji
Yıldız topolojiye sahip kucuk ağların yine aynı şekilde yıldız yapıda hub veya anahtarlar kullanılarak ağın genişletildiği topolojidir.
HİYERARŞİK topoloji
Yıldız topolojideki ağların hiyerarşik bir şekilde birbirlerine ve butun ağın trafiğini kontrol etmek uzere bir bilgisayara bağlandıkları topolojidir.
MESH (AĞ) topoloji :
Fiziksel mesh topolojisi ağdaki tum birimler arasında uctan uca bağlantı icerir. Ağdaki her birim diğer tum birimler icin birer bağlantı gerektirdiğinden, genellikle pratik bulunmaz.
Temel anlamda bilgisayar ağlarının oluşum temelinin gostergesidir. Basit anlamda birebir bağlantıyı gercekleştirerek oluşturur.
Ağ teknolojisinde yapılmak istenen uygulama teoride bu tur bağlantıyı gercekleştirmektir. Oysa; diğer topolojilerde bu cok daha kolay ve guvenilir olarak gercekleştirilmiştir.
Bilgisayar Ağlarında Kullanılan Kablolar
İki Telli Acık Kablo
İki-telli acık kablo en basit iletişim ortamıdır. Her tel diğerinden yalıtılmış ve her ikisi de boşluğa acılmıştır. Bu tip kablolar birbirinden yaklaşık 50 metre uzakta ve bit gonderim oranları orta hızda olan (19.2kbps) sistemler icin yeterlidir.
Bu tip kablolarda, aynı kablo icerisindeki yan yana teller arasındaki elektrik akımından kaynaklanan ve veri gonderim sırasında ortaya cıkan 'capraz bağlantı' veya 'capraz konuşma' (cross-coupling, cross-talk) adı verilen karşılıklı veri karışımı mevcuttur. İki tel arasındaki guclu akım capraz bağlantıya neden olur. Ayrıca, acık yapısı onu ceşitli gurultu sinyallerini ve elektromanyetik radyasyonu toplamasına sebep olabilir.
Cift Burgulu Kablolar(Twisted-Pair)
Bu tur kablo bağlantısı ozellikle Yerel Alan Ağları icin en yaygın ve kolay yontemlerdendir.
Cift burgulu kablolarda aynı izolasyon maddeleriyle kaplı tel ciftleri birbirleriyle sarılarak helezoni dondurulmek suretiyle elde edilir. Kabloları bu şekilde bukerek sarmak gurultuyu azaltır. Bundan dolayı da bu tur kabloların yapay gurultu (hata, parazit) sinyallerine karşı direnci iki telli acık hatlara gore daha fazladır.
Cift burgulu kablolar tek (orneğin dahili hatlarda) , dort (oldukca yaygındır) veya sekiz cift kablodan oluşabilir. Bu tur kablolar telefon fişine benzer ve RJ-45 bağlayıcılarıyla sonlandırılır. Şekilde goşterildiği gibi, RJ-45 bağlayıcısı uzerinde 8 uc bulunur.Bağlantı sırasında bu ucların bir kısmı(4 tanesi) ya da tamamı kullanılabilir. Bağlayıcılarla sonlandırma yapılırken tellerin sarıldığı yalıtkanların renklerine bakılır.
Bu tur hatlar kısa mesafelerde orneğin 100m den az mesafelerde 1 Mbps, daha uzak mesafelerde ise daha az bit oranı gondermek icin uygundur. Daha karmaşık alıcı ve verici devreleriyle benzer hatta daha fazla bit oranlarını (10/100 Mbps) gondermek mumkundur.
Bu tur kablolar yani koruyucusuz cift burgulu kablolar (unshielded twisted pairs) (UTPs) olarak ta bilinir ve pek cok veri iletişim uygulamalarında orneğin telefon ağlarında (ozel bir silikon uzerinde cok kısımlı elektronik devre kullanılarak) yoğun olarak kullanılır. Kılıflı cift burgulu kablolarda (shielded twisted pairs) (STPs) koruyucu bir kılıf gurultu sinyallerinin etkisini daha aza indirmek icin kullanılır.
Cift burgulu kablolar ozellikle kısa mesafelerdeki kucuk, kullanıcı sayısı sınırlı yerel alan ağları icin ucuzluğu ve kolaylığından dolayı oldukca uygundur. Bu bağlantı tipinde her bilgisayar ayrı bir hat ile bir bağdaştırıcı cihaza (HUB, Ethernet Anahtarı, …vb.) bağlanır. Ethernet teknolojisindeki hızlı gelişmeler, kurulum ve işletim kolaylıkları nedeni ile tercih edilen bir bağlantı tipidir.
Eş Eksenli (Koaksiyel) Kablo
Koaksiyel kablo da cift burgulu kablolar gibi kullanımı kolay fakat cift burgulu kablodan biraz daha pahalıya mal olan bir kablo ceşididir. Yuksek frekanslı sinyalleri taşımak icin tasarlanmıştır.
Eşeksenli kabloların ortasında bakır bir iletken bulunur. Bakır tel iletken olmayan bir yalıtım katmanıyla cevrelenmiştir. Bu katmanın uzerinde ise koruyucu gorev goren orgu şeklinde bakır veya aluminyum bir kabuk kaplama vardır. En ust katmansa tum kabloyu icine alan plastik kaplamadır. İdeal olarak iki iletken arasındaki boşluk havayla dolmalıdır. Fakat pratikte bu boşluk elektrik akımlarını gecirmeyen yalıtkan katı veya peteğimsi bir madde ile doldurulur.
Merkezi iletken dışarıdan karışan parazit sinyallerden orgu bicimindeki dış iletken aracılığıyla korunur.
Koaksiyel kablo farklı sinyal ceşitleri ile kullanılabilir. Fakat pratikte birkac yuz metre uzaklıktan 10Mbps veri rahatlıkla iletilebilir. Yuksek bant genişliği nedeniyle kablolu TV yayınlarında da eş eksenli kablolar tercih edilmektedir. Bu tur kablolar noktadan noktaya (point-to-point) yada cok noktalı (multipoint) topoloji kullanan bilgisayar ağlarında kullanılabilirler.
Eşeksenli kablolar BNC bağlayıcıları ile sonlandırılır ve bilgisayar arkasındaki ilintili aygıta takılacak T-şeklindeki bağlayıcılara takılırlar.
Bu bağlantı tipinde bilgisayarlar seri olarak bir hat boyunca birbirlerine bağlanır ve hattın calışabilmesi icin başlangıc ve sonlanma noktalarına sonlandırıcı (terminator) takılır. Seri bağlantı yapısından oturu, aynı hata bağlı herhangi bir bilgisayarda meydana gelebilecek bir problem diğerlerini etkileyecektir. İşletim ve kapasite problemleri nedeni ile bu bağlantı tipi pratikte tercih edilmemektedir.
Fiber Optik Kablo
Fiber optik kablo plastik yalıtkanla kaplı cok ince cam tup bicimindeki kablolardan oluşur. Camın kırılganlığına karşı koruyucu olarak en dışta sert bir kaplama vardır. Fiber optik kablolarda taşınılan bilgi kablo uzerinde elektrik sinyali olarak değil de, cok ince cam tup bicimindeki kablolar (fiber) uzerinde duzensiz değişen ışık ışınları şeklinde taşınır. Kısaca, veri iletişimi ışık vasıtasıyla sağlanır.
Işık dalgalarının elektrik dalgalarına gore daha geniş dalga genişliği (bandwidth) olduğundan bu yontemle saniyede yuzlerce megabit iletilebilir. İletimde elektrik sinyalleri kullanılmadığı icin de herhangi bir elektronik etkileşim soz konusu değildir. Işık dalgaları ayrıca elektromanyetik karışma ve capraz konuşmaya karşı daha dayanıklıdır. Fiber optik kablo ayrıca , elektriksel olarak gurultulu ortamlarda, daha az sayıda bit oranlarını gondermek icin oldukca kullanışlıdır. Fiber optik'in kullanımı guvenliğin onemli olduğu ortamlarda onemli olcude artmıştır cunku bu kablo uzerinden kacak veya gizli bağlantı kurmak veya bilgi sızdırmak fiziksel olarak cok zordur.
Bir fiber optik kablosu, gonderilecek her bir sinyal icin kablonun koruyucu tabakasının icinde bulunan bir tek fiber icerir. Her bir fiber den tek yonlu haberleşme sağlanır. İki yonlu bir haberleşme icin en az iki fiber gereklidir.
Ancak veri iletişimini ışık vasıtasıyla yapabilmek icin oncelikle verilerin ışık sinyaline donuşturulmesi gereklidir. Bu da gonderen tarafında elektronik sinyallerin ışığa ve alıcı tarafında da bu sinyallerin yeniden elektronik sinyallere donuşturulmesiyle mumkundur.
Fiber optik kablolama, 2 Km’ye kadar uzayabilen geniş alanlarda, yuksek kapasiteli iletişim ortamı sağlayabilmek amacıyla kullanılır.
LAN Cihazları
- NIC (Network Interface Card) kartı
- Donuşturucu (Transceiver)
- Yukseltici (Repeater)
- Hub
- Kopru (Bridge)
- Anahtar (Switch)
- Yonlendirici (Router)
NIC Kartı (Network Interface Card)
Bilgisayarların ağ ortamına aktaracakları bilgileri hazırlayan cihazlardır. Genelde 1. katman cihazı olarak bilinmesine rağmen kart uzerindeki ROM'da tutulan MAC adreslerinden dolayı 2. katman cihazı olarak bilinmektedir. Bir başka adı ise ağ adaptoru (network adapter) dur.
Donuşturucu (Transceiver)
Bir ceşit sinyali başka bir ceşide ceviren bir cihazdır.
Yukseltici (Repeater)
Kablolarda belirli mesafelerden sonra gonderilen elektriksel sinyaller azalmaktadır. Bu sinyalleri guclendirmek icin repeater lar kullanılır. Gonderilen bilgiyi değiştiremez veya filtreleyemezler. Sadece gonderilen bilginin daha uzağa en iyi şekilde gitmesini sağlarlar
HUB
Yıldız topolojisinde merkezi bağlantıyı sağlayan cihazlardır. Hub lar repeaterlardan farklı olarak hedef yonlendirmesi yapmazlar. Gelen bilgiyi bağlı bulunan portların tamamına gonderirler.
Kopru (Bridge)
Kopruler bağlandıkları segmentin trafiğini kontrol eder ve filtrelerler. 2 portları vardır ve bir porttan gelen sinyali eğer ihtiyac yoksa diğer segmente yollamazlar. Buyuk bir ağı 2 kucuk parcaya bolebildikleri gibi, 2 farklı ağ yapısını birleştirmek icinde kullanılırlar.
Anahtar(Switch)
Anahtarlar, aynen kopruler gibi MAC adres tablosu oluştururlar. Bağlandıkları ağ segmentindeki trafiği kontrol ederek birbirlerine olan trafik akışını MAC adresleriyle yonetirler.
Switchler hublara gore daha akıllı ve pahalı cihazlardır ve kendi uzerlerinde işlemcileri ve hafızaları vardır. Switch ler yanlızca makinelerin direk olarak bağlanması icin değil ayni zamanda ağların yukunu azaltmak icin kullanılırlar.
Yonlendirici (Router)
Networkler arası haberleşmenin yapılabilmesi icin ara bağlantıyı sağlayacak cihazlara router denir. Routerlar IP paketlerinin yonlendirilmesinden sorumludur ve bu yuzden uzerlerinde routing tabloları tanımlanmıştır. Routing tabloları iki ceşittir: Statik ve dinamik.
__________________