BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ DERS VII BİLGİSAYAR AĞLARI VE İNTERNET

Bilgisayar Ağlarına Genel Bakış İki veya daha fazla bilgisayarın bir araya gelerek belirli bir protokol altında iletişimde bulundukları yapıya bilgisayar ağı denir. Protokol ise, ağ bileşenlerinin birbiri ile nasıl iletişim kuracağını belirleyen kurallar dizisidir. Örneğin TCP/IP, ADSL, HTTP, Ethernet, DNS…

Bilgisayar Ağları Yerel Alan Ağı (Local Area Network- LAN) Kampüs Ağı Geniş Alan Ağı (Wide Area Network- WAN) Uzak Bağlantı (Remote Connection) Yüksek hızlı ve genelde tek bir bina ya dayerleşke içerisinde (1-1000m arasındaki) kurulan ağları tanımlar. Ortak kullanılması gereken uygulamalara ve cihazlara (yazıcı gibi) ulaşım ve kullanıcılar arasında dosya aktarımı gibi çeşitli avantajlar sağlarlar. Ağ bağlantısı kablolu veya kablosuz olarak kurulabilir. Üniversite kampüsü gibi sınırlı bir alana dağılmış olan binalar içerisindeki bilgisayarları, LAN’ları biribirine bağlamak için kullanılır. Mesafe artışı ile birlikte bakır kablo yerine fiber optik kablo kullanılmalıdır.

Komple Ağın Parametreleri Geniş Alan Ağı (Wide Area Network- WAN) Bir ülke ya da dünya çapında yüzlerce veya binlerce kilometre mesafeler arasında iletişimi sağlayan ağlardır. Coğrafi olarak birbirinden uzak yerlerdeki (şehirlerarası/ülkelerarası) bilgisayar sistemlerinin veya yerel bilgisayar ağlarının (LAN) birbirleri ile bağlanmasıyla oluşturulur. Genellikle kablo ya da uydular aracılığı ile uzak yerleşimlerle iletişimin kurulduğu bu ağlarda çok sayıda iş istasyonu kullanılır. Uzak Bağlantı Bir tek bilgisayarın veya küçük bir ofisteki bilgisayar grubunun merkezi bir yere bağlanmasıdır. Büyük bir bant genişliğine ihtiyaç duyulmaz. Örneğin günümüzde kullanılan ADSL bağlantıları uzak bağlantı olarak düşünülebilir.

OSI Başvuru Modeli Network altyapısındaki donanım ve yazılımlar arasındaki standardı ifade etmek için kullanılan bir modeldir. Bu model sayesinde karmaşıklık azaltılmıştır .Bu model 7 katmandan oluşur: Uygulama Katmanı (Application Layer): Yazılımların anlaşabileceği katmandır. Örneğin: HTTP, FTP, TFTP, Telnet... Sunum Katmanı (Presentation Layer): Verinin sunum şeklinin belirlendiği katmandır. Örneğin; JPG, MPEG, GIF, ASCII Oturum Katmanı (Session Layer): İletişim kuran bilgisayarlar arasında oturum açan ve sonladıran katmandır. Örneğin: SQL, NFS, Netbios adları

OSI Başvuru Modeli Nakil katmanı (Transport Layer): Verinin nasıl gönderileceğinin belirlendiği katmandır. Örneğin: TCP, UDP Ağ katmanı (Network Layer): Bir veri paketinin ağ içindeki hareketini sağlayan katmandır. Verinin en kısa yoldan hedefe gitmesinin, donanımların (ip) adreslenmesinin yapıldığı katmandır. Bu katmanda kullanılan protokollere örnek olarak : IP, ARP, ICMP, RARP, BOOTP Veri bağı katmanı (Data Link Layer): Fiziksel adreslemenin tanımlandığı ve network ortamında verinin nasıl taşınacağının tanımlandığı katmandır. Örnek protokolleri: ATM, PPP, frame relay, HDLC Fiziksel katman (Physical layer): Bu katman verinin sayısal rakamlara dönüşerek aktarıldığı katmandır. Örneğin, kablolar, hub, repeater. Bu katmanda herhangi bir protokol yoktur.

Ağ Cihazları GÜVENLİK DUVARI (FIRE WALL) Güvenlik Duvarı, bir kural kümesi temelinde ağa gelen giden paket trafiğini kontrol eden donanım tabanlı ağ güvenliği sistemidir. AĞ GEÇİDİ (GATEWAY) Ağ Geçitleri farklı protokolleri kullanan ağların birbiri ile iletişimini sağlar. Genellikle bir LAN üzerinden İnternet’e çıkmak için router cihazının IP adresi geçit olarak belirlenir. AĞ KARTI Bir bilgisayarı başka bir bilgisayara ya dabir ağ cihazına bağlamak için kullanılan ağ kartları genellikle ethernet protokolünü kullandıkları için ethernet kartı olarak ta bilinirler.

Ağ Cihazları HUB Hub veriyi sadece alıcıya göndermez, kendisine bağlı olan bütün bilgisayarlara gönderir. Bilgisayarlar verinin kendilerine gönderilip gönderilmediğini tespit eder. Hub aynı anda sadece 1 iletim yapabilir. Bağlı olan diğer bilgisayarlar iletim için beklemek zorundadır. SWITCH (ANAHTAR) Hub cihazının gelişmişidir. Bilgisayar sayısı arttıkça ağ trafiği de artar ve hub yerine switch kullanımı tercih edilir. Kendisine bağlı cihazlara ortak bir yol değil anahtarlamalı bir yol sunar. Dolayısıyla aynı anda birden çok iletişim yapılması olanağı vardır. ROUTER (YÖNLENDİRİCİ) Genel olarak LAN-WAN ve LAN-LAN bağlantılarında kullanılır. Üzerinde LAN ve WAN için ayrı portlar bulunur. MODEM (MODULATOR/DEMODULATOR) Analog hat (telefon hattı gibi) üzerinden sayısal veri gönderimini sağlar.

Ağ Topolojileri Topoloji, bir ağdaki bilgisayarların nasıl yerleşeceğini, nasıl bağlanacağını, veri iletiminin nasıl olacağını belirleyen genel yapıdır. Başlıca 3 çeşit topoloji vardır: Doğrusal (Bus Topology): Bu ağ düzenlemesinde bütün bilgisayarlar doğrusal olarak uzanan bir kabloya bağlanırlar. Kablonun iki ucunda ise sonlandırıcı dirençler yer alır. Günümüzde en çok kullanılan topoloji bus topolojisidir. Halka (Ring Topology): Bu topolojide ağ üzerindeki bilgisayarlar sanki halka şeklinde yer alan bir kabloya irtibatlıymış gibi haberleşirler. Kablo üzerinde Token adı verilen sinyal devamlı tüm bilgisayarları dolaşır (tek yönde) herhangi birinde iletişim ihtiyacı olduğunda iletilecek veriyi alarak halka üzerindeki bilgisayarları tek tek dolaşır. İletişimin yapılacağı bilgisayar  veriyi alır diğerleri almazlar. Yıldız (Star Topology): Yıldız topolojisinde bütün bilgisayarlar merkezi bir sunucuya direkt olarak bağlanırlar

Internet ve TCP/IP TCP/IP TCP IP Paketlerin iletimi İnternet, 60'lı yıllarda ABD’de ARPANET adı altında başlatılan askeri bir iletişim projesi iken, 70'li yılların başında Amerikan üniversitelerine de bu projeden yararlanma imkânı verilmesinin ardından yaygın olarak kullanılmaya başlanan en büyük ağdır . İnternet haberleşmesinde TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) iletişim protokolü kullanılır. IP adresi, ağ üzerinde bulunan makinenin adresini ifade eder. Bu adres ile bir makine diğerlerine ulaşma imkânı bulur. Ağ üzerinde bulunan herhangi bir bilgisayarı ifade etmek için 32 bitlik bir IP adresi kullanılır. TCP/IP protokolü kullanılan bir ağda her bilgisayarın mutlaka bir IP adresi olmak zorundadır. Örnek bir IP adresi: 10000000 10011100 00001110 00000111 128.156.14.7 TCP/IP TCP IP Paketlerin iletimi Paketlerin yönlendirilmesi

Internet ve TCP/IP IPv4 & IPv6 Internet’e bağlı her bilgisayara ya da iletişim cihazına bir adres verilmesi için 4 adet 8 bit büyüklüğünde (0-255 arasında) sayı kullanılmaktadır. (Örn: 193.255.140.17) Bu adresleme yöntemi ile teorik olarak en fazla 232 = 4.3 milyar adres verilebilmektedir. IPv6 olarak bilinen yeni adresleme yöntemi ile 2128 = 3.4 x 1038 adres verilebilecektir. MAC ADRESİ IP numarası verilebilen kablolu ya da kablosuz her ağ kartının 48 bitlik bir MAC adresi bulunur. 00-23-C3-45-00-B3 Ağ iletişiminde kullanılan çerçeveler gerçekte bu MAC adreslerini kullanarak iletim yaparlar. DNS(DOMAIN NAME SERVER) IP adreslerinin hatırlanması zor olacağı için http://www.google.com gibi simgesel adresler (URL: Uniform Resource Locator) kullanılmaktadır. Web adresi olarak ta bilinen bu simgesel adreslerin IP numarası karşılıkları DNS olarak isimlendirilen sunucularda tutulmaktadır. Eğer sistemimize bir DNS tanımlamazsak, istenilen WEB sayfasına erişmek için o sayfanın sunucusunun IP adresini yazmamız gerekir.