Lan teknolojileri ve standartları

Ev, okul ve işyeri gibi küçük coğrafi alanlardaki cihazların haberleşmesi ve kaynakların paylaşımı için oluşturulan ağ türüdür. Ağ içeresinde hızı gigabit seviyesine kadar ulaşabilir. LAN’lar oluşturulurken çift burgulu kablolar, koaksiyel kablolar ve fiber optik kablolar kullanılabilir. Topoloji olarak ortak yol (BUS), Halka, Yıldız ve Mesh (Örgü) topolojileri kullanılmaktadır. Ama günümüzde çoğunlukla oluşturulan LAN’lar çift burgulu kablo ile yıldız topolojisindedir.

IEEE (INSTUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS - ELEKTRİK VE ELEKTRONİK MÜHENDİSLERİ ODASI) 802.X STANDARDI Amerika merkezli IEEE, ANSI ve ISO' ya bağlı standartları yayınlayan profesyonel bir enstitüdür. Geniş alan (WAN) ve yerel alan ağ (LAN) sistemleriyle ilgilenen endüstri ve akademi çevresinden üyeleri vardır. Elektrik, elektronik, bilgisayar, telekomünikasyon ve diğer bir çok alanda mühendislik kuram ve uygulamalarının gelişimi için çalışan, kar amacı gütmeyen, dünyanın en büyük  teknik organizasyonudur.

IEEE 802 KATEGORISINDE BULUNAN ALT STANDARTLAR:  802.1 Internetworking-üst katman LAN protokolleri  802.2 Logical Link Control  802.3 CSMA/CD  802.4 Token Bus LAN  802.5 Token Ring LAN  802.6 MAN (Metropolitan Area Network)  802.7 Broadband Technical Advisory Group  802.8 Fiber-Optic Technical Advisory Group  802.9 Integrated Voice/Data Networks  802.10 Network Güvenliği  802.11 Kablosuz Network  802.12 Demand Priority Access LAN, 100BaseVG-AnyLAN  802.13 Kullanılmıyor.  802.14 Cable Modem

Ethernet aşağıdaki özellikleri sayesinde dünya genelinde yaygın olarak kullanılmaktadır: Çalışma yapısı basittir. Kurulum maliyeti düşüktür. OSI ve TCP ağ modelleri ile uyumlu çalışır. Adresleme esnekliği sağlar. Ağa bağlanan tüm bilgisayarlar için eşit hızda iletim imkanı sunar. Yüksek hızlarda çalışır. Kurulumu ve bakımı kolaydır.

1. MAC Adresi(Media Access Control) Ethernet ağlarında da kaynak ve hedef, konak bilgisayarları tanımlamak için benzer bir yöntem kullanılır. Bilgisayarın ağda tanımlanmasını sağlamak için Ethernet ağına bağlı her bilgisayara bir fiziksel adres atanır. Her Ethernet ağ kartı arayüzüne üretim aşamasında bir fiziksel adres atanır. Bu adres, Ortam Erişim Denetimi (MAC) adresi olarak bilinir.

Ethernet ağındaki bir bilgisayar iletime geçtiğinde hedef olarak ulaşılmak istenen bilgisayarın MAC adresini ve kaynak olarak kendi MAC adresini içeren çerçeveleri ağ ortamı üzerinden gönderir. Çerçeveyi alan bilgisayar, çerçevenin kodunu çözer ve hedef MAC adresini okur. Hedef MAC adresi, ağ kartında yapılandırılmış adresle aynıysa ağ kartı iletiyi işler ve bilgisayar uygulamasının kullanması için saklar. Hedef MAC adresi, bilgisayar MAC adresiyle aynı değilse ağ kartı iletiyi yok sayar.

ETHERNET ÇEŞİTLERİ Ethernet(2.94 Mbps, 5 Mbps, 10 Mbps ) Fast Ethernet (100 Mbps) Gigabit Ethernet (1 Gbps) 10 Gigabit Ethernet (10 Gbps)

2. ETHERNET ÇERÇEVE YAPISI Ethernet standartları çerçeve biçimi, çerçeve boyutu, zamanlama ve kodlama gibi ağ iletişimininin çok yönünü tanımlar. Bir Ethernet ağında bilgisayarlar arasında mesaj gönderilirken bilgisayarlar standartların belirttiği çerçeve düzenine göre iletileri biçimlendirir.

Bu çerçevede bulunan alanları tek tek açıklayacak olursak: Preamble: Başlama eki SOF: Çerçeve sınırlayıcı başlangıcı Destination address: Hedef MAC adresi Source address: Kaynak MAC adresi Type/Length: Tür/Uzunluk alanı Data: Kullanıcı verileri Pad: Dolgu alanı (Küçük çevreler için kullanılır.) Check Sum: Hata denetimi

3. CSMA/CD CSMA\CD (Carrier Sense - Multiple Access / Collision Detection) Ethernet teknolojisini kullanan bilgisayar ağlarında birçok bilgisayarın aynı (ortak) taşıyıcı üzerinden bilgi göndermesi gerekir (Half Dublex iletim). Bu taşıyıcı elektrikli ya da optik kablo, WLAN'da frekans olabilir. Birden çok bilgisayarın aynı anda gönderme yapma isteği çakışmalara sebep olacaktır. CSMA/CD bu iletişimi kontrol eden bir protokoldür. Bu protokol OSI modelinin 2. katmanında çalışır.

Resimdeki sekiz bilgisayarın bulunduğu yıldız topolojisi ile hazırlanmış bir ağ görülmektedir. Bu ağda A isimli bilgisayar ile B isimli bilgisayarın iletişim kurmak istediğini düşünelim. Eğer ağımızda diğer bilgisayarlar işim kurmak istemezse bir sorun yoktur. Fakat A ve B isimli bilgisayarlar iletişim kurmak isterken F ile E isimli bilgisayarında iletişim kurmak istemesi durumunda ağımızda bir çakışma olur. A ve F isimli bilgisayarlar ağı kimin kullanmak isteyeceğini önceden bilemez. Ağda kullanılan ortak iletişim hattına dinler ve hat meşgul değilse iletişim için hazırladıkları mesajı hatta iletir. ikisinin aynı mesajı hatta bırakması durumunda iletim hattında hedef ve kaynak tanımlamaları ve içerikleri farklı iki mesaj dolaşmaya başlar. Bu mesajlar ağ üzerinde çarpışır ve bir çakışma meydana gelir. Ağ ortamında veri iletimi Paketlerin çarpışması ve iletimin başarısız olması

Ağda oluşan hatanın tüm bilgisayarlara bildirilmesi Bir çakışma olduğunda ağ cihazları çakışmayı tüm diğer bilgisayarlara bildirir. Diğer bilgisayarlara gelen mesaj, iki mesajın çarpışması sonucu ağ üzerinde oluştuğundan içerisinde çok anlaşılır bir bilgi bulundurmaz. Böyle bir durumda iletişim kurmak isteyen bilgisayarlar belli bir süre bekler ve hazırladıkları mesajı tekrar ağa bırakır. Eğer yeni bir çakışma olmazsa iletişim tamamlanır. Ağda oluşan hatanın tüm bilgisayarlara bildirilmesi

CSMA/CD protokolünün algoritması ve akış şeması aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

AĞ GENİŞLETMEK KURALI 5-4-3 KURALI

Segment (Bölüm) ne demektir? Bir ağın omurga kablosu (backbone cable) Örneğin Hub veya terminali birbirine bağlayan tek bir kablo Populated segment: Kendisine bağlı en az bir tane pc olan kablo. Link segment: Segmentleri birbirine bağlayan ama kendisine bağlı bir pc olmayan segmentlerdir.

5-4-3 KURALI Bir ağı genişletirken, alt ağlar oluştururken veri çakışması ve sinyal zayıflaması, çakışması gibi sorunların olmaması, ağın sağlıklı çalışması için izlenecek kurallar bütünüdür.

5-4-3 Kuralı 5 Segment Ağda bir uçtan diğer uça giden bir sinyal en fazla 5 segmenti geçebilir. 4 Repeater veya Hub Ağda bir uçtan diğer uça giden bir sinyal en fazla 4 Repeater veya Hub’ı geçebilir. 3 Populated Ağda bir uçtan diğer uça giden bir sinyal en fazla 3 populated segmenti geçebilir.

5. TOKEN BUS TEKNOLOJİSİ IEEE 802.4 standardı olan Token BUS IBM tarafından geliştirlen ve 4 Mbps hızında, koaksiyel kablo ile Token Ring teknolojisi kullananan bir ağ teknolojisidir. Ortak Yol (Bus) teknolojisini kullanmaktadır. Veri iletiminde çakışma olmaz. Veri iletimi sanal bir halka ile gerçekleşir ve jeton hangi ağ cihazına gelirse iletim o cihazla gerçekleşir. Özellikle endüstriyel uygulamalar için kullanılır.

6. TOKEN RING TEKNOLOJISI OSI modelinin data link kısmında bulunan protokollerin üzerinde barındırabileceği bir yerel ağ teknolojisidir. "Token" isminde 3 bayt'tan oluşan özel bir yapı halkanın tamamını dolaşır. Halka topolojisi gibi data bir halka istasyonundan, sonraki istasyona tüm ağı dolaşmış olduğu bilgisine bakılarak iletilen yapıya sahiptir. Bu "token passing" mekanizması, ARCNET, Token bus ve FDDI paylaşır. Fiziksel olarak "token ring", aktif hublarla birbirlerine yıldız topolojisindeki gibi bağlantılıdır. Ancak aktif hubların birbirleri ile olan bağlantı şekli ise halka topolojisini çağrıştırmaktadır. Bu yüzden mantıksal halka oluşur. İlk ürün çıktığında 4mbit/s hızındaydı. 1989'da IBM 16mbit/s hızındaki token ring'i tanıttı ve 802.5 standart olarak bu teknolojiyi destekledi.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Yüksek hız gereksinim duyan ağlarda kullanılır. Erişim yöntemi olarak token geçirme tekniği kullanılır. İletişim fiber-optik kablo üzerinden sağlanır. FDDI, iki yollu halka topolojiye sahip türevine göre 100 ile 2 Mbps'e kadar band genişliği sunan bir ağ teknolojisidir. Bir LAN teknolojisi olarak geliştirilmesine karşın FDDI daha çok Omurga (Backbone) ağ oluşturmak için kullanılmıştır. FDDI ilk olarak fiber optik kablo üzerinden 100 Mbps'lik band genişliği sağlayacak bir LAN teknolojisi olarak düşünülmüştür. Ancak daha sonraları Ethernet teknolojisi üzerindeki gelişmeler, Ethernet'in başlangıçta 2-5 Mbps olan band genişliğini sırasıyla 10, 100 ve 1000 Mbps'e çıkarmış ve diğer teknolojilere göre daha az maliyetli bir çözüm olmuştur..

FDDI ise, daha çok büyük LAN uygulamalarında veya kampüs uygulamalarında omurga ağ kurulması için seçenek olmuştur. FDDI standardında tekli mod (SM Single Mode) ve çoklu mod (MM Multiply Mode) fiber optik kablo desteklenmektedir. Tekli mod üzerinden yapılan iletişimde, çoklu moda göre daha yüksek band genişliği ve daha uzak mesafeler söz konusu olur. Bu özelliklerinden dolayı tekli mod fiber, genelde, birbirine çok uzakta binalar arasındaki bağlantıda kullanılırken çoklu mod fiber ile bina içi veya birbirine yakın mesafede olan binalar arası bağlantıda kullanılır.

FDDI standardında tekli mod (SM Single Mode) ve çoklu mod (MM Multiply Mode) fiber optik kablo desteklenmektedir. Tekli mod üzerinden yapılan iletişimde, çoklu moda göre daha yüksek band genişliği ve daha uzak mesafeler söz konusu olur. Bu özelliklerinden dolayı tekli mod fiber, genelde, birbirine çok uzakta binalar arasındaki bağlantıda kullanılırken çoklu mod fiber ile bina içi veya birbirine yakın mesafede olan binalar arası bağlantıda kullanılır.