Bilgisayar Ağları Nedir?

Bilgisayar Ağları Nedir?

Bilgisayar ağlarını tanımlamak gerekirse küçük veya büyük bir alan içerisinde bulunan iki cihazın birbiriyle birçok yol ve araç kullanarak veri aktarımını sağlamak amacıyla oluşturulan iletişim sistemidir. Yani bir yerden başka bir yere veri aktarımını sağlayan sistemdir.

Bilgisayar Ağları Temel Bileşenleri

Bilgisayar ağları için gerekli temel bileşenleri:

Ağ Kartı (NIC): Ethernet kartı olarak da bilinen ağ arayüz kartı (network interface card) cihazların ağ ile haberleşmesini sağlayan birimdir.

Sunucu (SERVER): Kullanım amacına özel yazılımlar vb. barındıran ve ağda hizmet sağlayan bilgisayarlardır.

İstemci (CLIENT): Sunucudan hizmet alan, ağ üzerinden iletişim ve haberleşme sağlayan cihazlardır.

MAC(Media Access Control ): Veriyi ağdaki doğru cihaza taşımakta kullanılır. Yani aslında modeminizin cihazınızı tanıması için bir adrestir. Genel uzunluğu 12 haneli/6 bayt/48 bittir.

IP(Internet Protocol): İnternete bağlanıp, server aracılığı ile veri alışverişi yapmanızı sağlayan adres IP adresinizdir. İki türü vardır: IPv4 ve IPv6 ‘dır. IPv4 32 bittir IPv6 ise 128 bittir.

Port: Port, ağ kullanıcılarının bir uygulamaya veri göndermesine veya almasına izin veren mantıksal bir kanaldır. Her ana bilgisayarın çalışan birden fazla uygulaması olabilir. Bu uygulamaların her biri, üzerinde çalıştıkları bağlantı noktası numarası kullanılarak tanımlanır.

Ağ Çeşitleri Nelerdir?

Ağ çeşitlerini şöyle sıralayabiliriz:

• LAN (Yerel Alan Ağı): Okul, ev, iş yeri gibi alanlarda kullanılan ağ türüdür.

Bir yerel ağ şebekesinde unicast, multicast ve broadcast olmak üzere üç türlü iletim yöntemi vardır:

Unicast (Tekil Yayın): Bire-bir iletişimde bir cihazın başka bir cihaza mesaj göndermesini sağlayan veri paketidir.

Multicast(Çoklu Yayın): Bir hostun multicast grubuna abone olan seçili host grubuna tek bir paket göndermesini sağlayarak ağ üzerinde trafiği azaltır.

Broadcast (Yayın): Bire-tüm iletişimde, bir cihazın ağdaki tüm cihazlara mesaj göndermesini sağlayan veri paketidir.

• MAN (Metropol Alan Ağı): Genellikle şehir veya geniş bir yerleşkede kullanılan ağ türüdür.
• WAN (Geniş Alan Ağı): Birden fazla cihazın birbiriyle bağlanıp fiziksel ve mantıksal iletişim kurmasını sağlayan ağ türüdür.

WAN teknolojileri birçok açıdan sınıflanır. Sınıflamalardan yoğun kabul gören üç tanesi bağlantı durumuna, anahtarlama yöntemine ve topolojik yapısına göre yapılır:

Bağlantı Durumuna Göre: Noktadan noktaya, çoklu bağlantı teknolojisi
Anahtarlama Yöntemine Göre: Devre anahtarlama, paket anahtarlama, hücre anahtarlama
Topolojik Yapısına Göre: hiyerarşik topoloji, örgü topolojisi

• CAN (Kampüs Alan Ağı): Devlet, üniversite vb. gibi kuruluşların kullandığı ağ türüdür.
• SAN (Depolama Alan Ağı): Veri tabanı sunucuları ile birlikte farklı tipteki veri depolama cihazlarını birbirine bağlayan ve bu cihazlar arasında veri alışverişi sağlayan yüksek hızlı ağ türüdür.
• VPN (Sanal Özel Ağ): Uzaktan erişim yoluyla farklı ağlara bağlanmayı sağlayan sanal ve özel olan ağ türüdür.
• WLAN (Kablosuz Yerel Alan Ağı):
• PAN (Kişisel Alan Ağı): Kişinin kendisine ait olan ağ üzerinde işlem yapmasını sağlayan ağ türüdür.

AĞ Topolojileri Nedir?

Topoloji: Bir ağdaki bilgisayarların nasıl yerleşebileceğini, nasıl bağlanacağını, veri iletiminin nasıl olacağını belirleyen genel sistemdir

• Ağaç (Hiyerarşik) Topolojisi
• Genellikle yıldız topolojisindeki ağları birbirine bağlamak için kullanılır.
• Ağaç topolojisi sayesinde ağlar genişletilebilir.
• Yani bir ağı ağacın dallarına benzeterek dallanmaları artırarak ağın genişletilmesini sağlar.
• En büyük dezavantajı omurga kablosu bozulduğunda ağ trafiğini engelleyebilir ve kurulumu ve düzenlenmesi zordur.
• Genişletilmiş (Extended) Yıldız Topolojisi
• Yıldız topolojisinin genişletilmiş halidir.
• Merkezde bulunan hub ya da switch’ e yeni hub/switch eklenmesi ile oluşturulur.
• Yıldız topolojisinin yetersiz kaldığı durumlarda hub/switchlerin bağlanması ile oluşturulur yani özellikleri aynıdır.
• Halka(Ring) Topolojisi
• Yapısı merkezde bulunan bir Multistation Access Unit (MAU) ve ağa bağlı cihazlardan oluşur. MAU switch ve ethernet kartlarına göre pahalıdır.
• Ağ bağlantısı çift burgulu kablolar ile gerçekleştirilir.
• Veri alıcıya ulaşana kadar hat tüm cihazlara uğrar.
• Veriler 3 byte’lık token (jeton) denilen bir kılavuz ile gönderilir, tokenler ağ üzerinde sürekli dolaşarak veriyi alıcıya iletir.
• Ağa bağlı cihazlardan birinin arızalanması ağın çökmesine sebep olur.
• Sunucuya ihtiyaç yoktur ve bağlı tüm cihazlar aynı yetkiye sahiptir.
• Örgü (Mesh) Topolojisi
• Ağa bağlı bir cihaz ağdaki diğer cihazlara doğrudan bağlantılıdır.
• Çoğunlukla geniş alan ağları (WAN) arasında kullanılır.
• Bağlı cihaz sayısı ‘x’ ise ağdaki bağlantı sayısı ‘x*(x-1)/2’ adettir.
• Orta Yol (BUS) Topolojisi
• İletişim backbone (omurga) denilen tek bir hat üzerinden geçer.
• Veri hat üzerinde bulunan tüm cihazlara uğrar.
• Ağa maksimum 30 cihaz bağlanabilir.
• Ağ kullanımda ise hattın boşalması beklenir yani ağı etkileyecek bir durumda tüm cihazlar için sorun oluşur bu nedenle sorunların giderilmesi zordur.
• Daha az kablo kullanılır, switch ve/veya hub gerektirmez.
• Yıldız (Star) Topolojisi
• Tüm düğümlerin ortak bir merkeze bağlanması ile oluşur.
• Bir kablo bozulduğunda diğer ağları etkilemez.
• Ağdaki sorunları tespit etmek kolaydır.
• Hub ve switch kullanılır ve hublar ağ üzerindeki trafiğin artmasına neden olur.
• Hub ve switch bozulduğunda ağ kullanılmaz hale gelir.

Bilgisayar ağı mimarisi türleri nelerdir?

İstemci-sunucu(client-server) mimarisi

Client: Girdiyi aldıktan sonra istemciye istek gönderen yazılımdır.

Server: İstemcilerden gelen istekleri alan ve işleyen yazılımdır.

• İstemci bilgisayar ağı üzerinden bir veri talebinde bulunur.
• Sunucu isteği kabul eder ve istenen veriyi sunucuya gönderir.
• Bu esnada load balancer(yük dengeleyici) isteği uygun olan sunucuya gönderir.
• Bir isteğin gerçekleşebilmesi için source IP destination port olması gerekmektedir. Source IP destination ağ hizmetlerini tanımlamak için kullanılır yani kaynak için ve sunucu için tanımlanan port numaralarını içerir.
• Destination IP trafiğin yönlendirdiği sunucunun IP adresi olarak belirlenir.
• Bu durumların tamamı ağ protokollerine bağlı olarak çalışır.

Eşler arası (Peer-to-Peer) mimari

• Merkezi bir sunucu gibi bir üçüncü taraf olmadan kullanıcıların doğrudan birbirleri arasında gerçekleştirdiği veri transferidir.
• Dağıtık sistemi çalıştıran protokoller aracılığı ile birbirleri ile direkt iletişim kurarlar. Yani herhangi başka merkezi otoriteye uğramadan veri iletimi sağlanır.
• Ağdaki her makina kendi kaynaklarından sorumludur ve hem sunucu ve hem de istemci görevini üstlenmiştir. Yani kendi kaynaklarını kullanıma açtığında diğer makinalar da bu kaynaklara erişim sağlayıp burada bulunan verileri kullanabilirler.
• Client-server’ in aksine server için net ve farklı roller tanımlamaz.

Arp(Address Resolution Protocol)

• Adres çözümleme protokolüdür.
• Ağ üzerinde sürekli olarak değişmekte olan IP adresini yerel alan ağında MAC(Medya Erişim Denetimi) adresine bağlayan protokoldür.
• Bir ağdaki tüm ana bilgisayarlar IP adreslerine göre bulunur fakat NIC ’lerin IP adresleri yoktur, MAC adresleri vardır.
• Yani bir IP adresini fiziksel bir adrese dönüştürmeyi sağlar.
• 2 katmanlı bir protokoldür.

Reverse Address Resolution Protocol (RARP):

• Ters adres çözümleme protokolüdür.
• LAN üzerinde fiziksel bir makinenin ıp adresini istemek için kullanılan protokoldür.
• Bu protokol, bir sunucudaki iki nokta arasında veri iletmek için kullanılır.
• İstemcinin, isteğini yerine getirebilecek sunucu kimlikleri hakkında önceden bilgi sahibi olması gerekmez.
• Düşük seviyede çalıştığı için artık eski bir protokol haline gelmiştir. Bu nedenle sunucu oluşturmayı zorlaştırır ve ağa doğrudan adres oluşturmayı zorunlu tutar.

Bağlantı ve İletişim Elemanları nelerdir?

Hub:

En basit ağ cihazlarından biridir.

Kendine ait bir güç kaynağı ile çalışır ve ağ sinyallerinin yeniden oluşturulmasını ve yeniden zamanlanmasını sağlar.

Kendisine gelen datayı bütün portlarına gönderir.

8 ve 24 arasında değişen port sayısına sahiptir.

Bit düzeyinde işlem yaparlar bu yüzden OSI katmanlarının 1. katmanında çalışır.

Switch(Anahtar):

Switch hublar gibi bağlı cihazlara ağ yolları sunar.

8 ile 48 arasında port sayısına sahiptirler.

OSI katmanın 2. katmanında çalışırlar bunun sebebi ise paketleri MAC adreslerine göre yönlendirirler.

Ağları birbirinden yalıtılmış ağlara bölerler.

Hublara göre daha yüksek performans verirler.

Repeater(Tekrarlayıcı):

Bir Ethernet segmentinden aldığı elektiriksel veriyi tekrarlayarak ve binary ’e dönüştürerek diğer segmente iletir.

Sinyal gücünün artırılmasına ve bozulmuş olan sinyallerin iyileşmesini sağlar.

OSI katmanın 1. katmanında çalışırlar bunun sebebi ise bit düzeyinde işlem yaparlar.

Bridge(Köprüler):

Aynı protokolü kullanan iki veya daha fazla bağımsız ağı birbirine bağlamak için kullanılır.

Her iki tarafa da aktarılmak istenen verileri inceler.

Veri adresleri uyuşuyorsa verinin ağa geçmesine izin verir aksi halde verinin ağa geçmesine izin vermez.

Her iki tarafa da aktarılmak istenen verileri inceler.

Router(Yönlendirici):

Alt katman protokollerinden bağımsız olarak birbirine bağlı ağlar arası paket gönderme işlemini yapar.

Aynı protokolü kullanan iki veya daha fazla bağımsız ağı birbirine bağlamak için kullanılır.

Yönlendirme tablosunda bulunan yararlanarak yönlendirme kararlarını verme yeteneğine sahiptir.

Yönlendirme işlemi için Mantıksal adresleri (IP adreslerini) kullanırlar.

Firewall(Güvenlik Duvarı Cihazları ):

Özel ağlar ile İnternet arasında her iki yönde de istenmeyen trafiği önlemek amacı ile kullanılan ağ cihazlarıdır.

Ağlar için güvenlik sağlamaktadır.

Erişim listeleri uygun bir stratejide dizayn edilmesi gerekmektedir. Bunun sebebi güvenlik zafiyetlerine yol açmamaktır.

Access Point (Erişim Noktası):

Erişim noktası cihazları kablolu bir ağa kablosuz erişim yapılmasını sağlayan cihazlardır. 

Hub ,switch yada kablolu routerlar kullanılarak kablosuz iletişimin sağlanması için sinyal oluşturur.

Kablosuz ağ mesafesini artırırlar.

Modem:

Cihazların telefon hatlarıyla telefon hatlarında iletilen analog işaretlere çevirerek cihazlar arasında iletişimi sağlar ve 5 başlıkta incelenebilirler;

• Analog modemler
• Dijital modemler
• ADSL modemler
• CSU/DSU modemler
• VDSL modemler

Yazımın devamı olan OSI referans modeli: https://sibermetin.com/osi-modeli-nedir

 Tcp/Ip referans modeli : https://sibermetin.com/tcpip-referans-modeli-nedir

Bunların dışında : http,dhcp ile ilgili yazımı yakında sitemizde mevcut hale gelecektir.