BTP 108 Bilgisayar Ağ Temelleri DERS 3

Star Networkün Avantajları Ekonomik kablolama Hızlı kurulum Kolay genişletilebilirlik Switch veya bridge ile genişletilmesi network performansını arttırır. Bağlantıda meydana gelebilecek kopukluk , tüm ağı etkilemez . Hub’a yapılan bağlantılar hub üzerindeki bağlantıların durumunu gösteren ışıklar sayesinde durumları anlaşılır ve arıza tesbiti kolaylaşır. Dezavantajları Hub ile hub arasındaki bağlantıyı sağlayan kablonun uzunluğu 100m yi geçemez.

Bus Yapının Avantajları Güvenilir kablo kullanır (koaksiyel kablo). Basit network genişlemesi sağlar. Hub veya benzeri merkezi ağ ekipmanı gerektirmez. Bus Yapı Dezavantajları Standardları 30 node’tan fazlasına izin vermez. Ağın toplam uzunluğu 185 mt.’yi geçemez. Herhangi bir node’un bağlantısının kesilmesi tüm ağı etkiler. Arıza tespiti zordur Veri

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) Ethernet ve IEEE 802.3 standartlarında kullanılan bir protokol. Çarpışmayı bulma (Collision Detect) Bir ethernet kartı bilgi göndereceği zaman ağ trafiğini izler. Ağ kablosunda veri yoksa verisini kabloya bırakır. Eğer kabloda veri varsa diğer veri hedefine gidinceye kadar beklenir. Ardından veriyi gönderir. Eğer bu işlemler başarısız olursa çarpışma meydana gelir.

Çarpışma (Collision)

Ring Topolojisi Token (Jeton) (3 byte’lık) bu düğümler arasında dolaşan bilgidir. Kablo üzerinde bu bilgi (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. Halka içersindeki bir bilgisayar bozulursa tüm ağ bağlantısı kesilir. Çarpışma olasılığı düşüktür. Şu anda halka topolojilerde UTP, STP kablo kullanılmaktadır.

Ring Topolojisi

Halka Topoloji  Star-Wired Ring Star-wired ring’de denilebilir. Yerleşim fiziksel olarak yıldız olarak görünür ancak mantıksal olarak jetonlar dairesel olarak ağda ilerler. Yıldız topolojisindeki Hub yerine burada MAU (Multistation Access Unit) veya MSAU (Multistation Access Unit) kullanılır. Bu MAU’da veriler dairesel olarak gider. Hub kendisine gelen bütün sinyalleri tüm düğümlere iletirken MAU gelen sinyali bir halka şeklinde sadece bir yönde iletir. Böylece ağdaki tüm düğümler jetonu alır.

Halka Topoloji  Star-Wired Ring

Halka Topoloji  Star-Wired Ring Klasik Halka topolojisi

Halka Topoloji  Star-Wired Ring Star-Wired Ring topoloji

MAU

Ağ tipleri Ethernet Token Ring

Ethernet Ethernet, günümüzün en popüler yerel ağ tipidir. Kullanılan kablo türüne göre bus veya yıldız topolojisi tipi ağlarda kullanılır. Koaksiyel kablolarla yapılan bağlantıda bus topolojisi, koruyucusuz sarılmış çiftli (UTP) kablolarla yapılan bağlantıda ise yıldız topolojisi kullanılır. Ethernet kablosuna bağlı tüm cihazlar sürekli olarak kabloyu dinlerler ve o anda veri iletimi olmadığına emin olduktan sonra veriyi göndermeye başlarlar.

Eğer aynı anda iki cihaz hattın boş olduğunu hissedip veriyi iletmeye başlarsa çarpışma (collision) dediğimiz bir durum oluşur ve iki bilgisayarda iletimi keser. Rastgele tespit edilen bir bekleme süresinden sonra tekrar kabloyu dinleyerek iletime çalışırlar. Ethernet ağlarda bütün bilgisayarlar kablonun neresine bağlandığı farketmeksizin eşit iletim şansına sahiptirler ve yapılan iletimler tüm ağa yani tüm bağlantı noktalarına yapılır (broadcast). Bu yüzden ağ üzerindeki bilgisayar sayısı arttıkça performans düşer.

Token Ring Halka topolojisinin kullanıldığı bir ağ türüdür. Adına token adı verilen hatta devamlı dolaşan bir sinyalden almıştır. Alıcı cihazlar, Token’ı beraberindeki veri ile alır, eklenecek bilgilerini ekler ya da (eğer gönderilmiş bilgi kendilerine ait değilse) değiştirmeden hatta geri bırakır. Ethernette olduğu gibi kablo üzerinde çarpışma (collision) gibi sorunları yoktur veri iletim hızı saniyede 4 Megabit (Mbps) veya 16 Megabittir. Bilgisayarlara takılan token ring kartların hepsinin aynı iletim hızında olması gerekir. Bazılarının ayarı 4 Megabit/s, bazıları 16 Mb/s olmamalıdır. Twisted pair (sarılmış çiftli) kablolar kullanılır koruyuculu (STP) veya koruyucusuz (UTP) olabilir.

Ethernet Port ve Kablo Tipleri: Bilgisayarların ağ kablosuna bağlantısını sağlamak için bilgisayara özel bir kart takılır. Bu kartlara ethernet adapter’leri denir.   Genellikle bu adapterlerde bulunan ayrıca iletim cihazlarında da yer alan veri giriş ve çıkışını sağlayan bilgisayar veya cihaz arayüzleri port olarak isimlendirilir. Kablo türüne göre değişik portlar vardır.

Ethernet ağlarda genellikle 3 tip kablo kullanılır; kalın ve ince koaksiyel kablolar ile UTP (koruyucusuz sarılmış çiftli) kablolar. 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 kabloda 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 görülür. Empedans değeri "50 " veya "75 " şeklinde omega karakteriyle yazılır.

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.

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.

Dolanmış Çift Kablo (Twisted Pair Cable) Günümüzde en yaygın kullanılan ağ kablosu tipi birbirine dolanmış çiftler halinde, telefon kablosuna benzer yapıdaki kablodur. İki 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.

Kaplamasız Dolanmış Çift (Unshielded Twisted Pair-UTP) Fiber Optik Kablo 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.

Ağ İletişiminde Paketlerin Görevleri Bilgiler genellikle büyük boyutlu dosyalar olarak karşımıza çıkabilir. Bilginin bu haliyle ağa konulması diğer bilgisayarların bilgi koymak için beklemesine sebep olur. Bu durumda ‘bilgi paylaşımı’ değil ‘ağın tekele alınması’ söz konusu olur.

Peki büyük bilgi yığını koymak niçin ağı yavaşlatır? Kablonun bilgiyle taşması Tekrar gönderime ve taşmaya sebep olma Çözüm, büyük bilgi yığınlarını küçük parçalara bölmek dolayısıyla hatayı ve hata tespitini kolaylaştırmaktır.

Her kullanıcının ağda bilgiyi kolaylıkla ve hızla gönderebilmesi için bilginin küçük parçalara bölünmesi gerekir. Bu küçük parçalara ‘paket’ adı verilir. “bir cihazdan diğerine gönderilen bütün bir bilgi birimi”. Cihaz bilgisayar alt sistemlerine verilen genel bir isimdir.

Paketler ağ iletişiminin temel birimleridir Paketler ağ iletişiminin temel birimleridir. Gönderen bilgisayar bilgiyi paketlere dönüştürürken alıcı bilgisayar paketleri açarak asıl bilgiyi elde eder(reassembly- assembly). Gönderici bilgisayardaki işletim sistemi paketleri oluştururken özel kontrol bilgilerini ekler. Böylece; Asıl bilgi küçük parçalar olarak gider Bilgi alıcı tarafında düzenli olarak birleştirilir Tekrar birleştirme aşamasında hatalar tespit edilir.

Paketlerde çeşitli tipte veriden oluşabilir Paket Yapısı Paketlerde çeşitli tipte veriden oluşabilir Bilgi-mesaj veya dosya gibi Bilgisayar kontrol bilgisi veya komutları-servis talepleri gibi Oturum kontrol kodları-hata kontrol kodları gibi Paketin İçeriği Kaynak adresi Bilgi Alıcı adresi Bilginin izleyeceği yolu bildirir komutlar Alıcının birleştirme işlemini nasıl yapacağına dair bilgi Bilginin hatasız ulaştığını bildirir bilgi.

HEADER Header şunları içerir: Verinin iletildiğine dair bir uyarı sinyali, Kaynak adresi, Alıcı adresi, İletimi senkronize etmek için zamanlama bilgisi,

VERİ(data) Gönderilecek asıl bilgidir. Bu paketin büyüklüğü network tipine göre değişir. Çoğu network üzerinde veri paketleri 0.5 KB ile 4 KB arasında değişen bir büyüklüğe sahiptir. Çoğu veri katarı 4 KB den büyük olduğu için verinin birçok küçük parçaya bölünmesi gerekir. Dolayısıyla asıl bilgiyi tamamlayacak birçok paketin networkte dolaşması gerekir.

TRAILER Trailer’ın gerçek içeriği kullanılan protokollere göre değişir. Bununla beraber, trailer hata kontrolü bir parça içerir cyclical redundancy check (CRC). CRC kaynak bilgisayar tarafında üretilen matematiksel bir sonuçtur. Paket alıcıya ulaştığında bu işlem tekrar yapılır ve eğer çıkan sonuç ilk sonuca eşitse; paketin sağlam olarak ulaştığı anlaşılır. Eğer sonuç farklıysa, paketin yolculuk esnasında değişime uğradığı anlamına gelir. Bu durumda CRC işlevi gönderici bilgisayara ilgili paketi tekrar göndermesini söyler.

Şekil 3.5: sürekli bir akış halinde olan bilgi yığınları ağda yavaşlamaya sebep olur.

Şekil 3.6:Bilgiyi paketlere bölme

Şekil 3.7: Paket içeriği