Bilgisayar Ağları ve Kablolama Sistemleri

Bilgisayar Ağları

• Birden fazla bilgisayarın birbirine bağlı olduğu, donanım ve yazılımların paylaşıldığı, veri haberleşmesinin sağlandığı yapılardır.
• Bilgi iletimine örnek olarak evlerde kullanılan telefon sistemleri verilebilir.
• Her telefonun kendine özgü bir numarası vardır.
• Ağlar bir veri ağıdır ve iki kişisel bilgisayardan binlerce iş istasyonuna kadar büyüyebilir.

Ağ Tarihçesi

• İlk ağ sistemleri sadece kendi organizasyonlarına hizmet verirken diğer ağlarla uyumlu değildi.
• Interoperability sorununu çözen ilk paket anahtarlamalı ağ, Amerikan hükümetinin ARPANET'idir.
• ARPANET, bilgisayar donanım seçimlerine bakılmaksızın,1960'larda geliştirilerek birçok organizasyonu birbirine bağlamıştır.
• ARPANET modern küresel geniş alan ağlarının başlangıcıdır.

Kablolama Sistemi

• Kablolama sistemi, ağ içinde ana makine ile iş istasyonlarını birbirine bağlar.
• En sık kullanılan kablo çeşitleri:
  • Eş eksenli (koaksiyel) kablo
  • Çift burgulu kablo
  • Fiber optik kablo

Koaksiyel Kablo (Eş Eksenli)

• Televizyon kablolarına göre daha esnek ve incedir.
• Bakır tellerden yapılmıştır ve manyetik koruma içerir.
• Eş eksenli kablolar BNC konnektörleri ile sonlandırılır ve bilgisayarın arkasındaki aktarım cihazına T-şeklindeki bağlayıcılarla bağlanır.
• Kablo sonunda:
  • 10Base5 ise 75 Ohm'luk
  • 10Base2 ise 50 Ohm'luk sonlandırıcı (terminatör) kullanılır.

Çift Burgulu Kablolar (Twisted-Pair)

• Tek, dört veya sekiz çift kablodan oluşabilir.
• Çeşitleri:
  • UTP (Unshielded Twisted Pair): Korumasız çift burgulu kablo
  • STP (Shielded Twisted Pair): Korumalı çift burgulu kablo

Çift Burgulu Kablo Konnektörü

• Bu tür kablolar, RJ-45 konnektörü ile bilgisayara bağlanır.

Fiber Optik Kablo

• 1966'da Charles Kao ve George Hockham, cam fiber üzerinden veri aktarımının mümkün olabileceğini öne sürdü.
• Zamanla fiber üzerindeki kayıp oranları azaldığı için bakıra göre daha avantajlı hale geldi.
• Elektromanyetik alanlardan etkilenmez ve uzun mesafelerde kullanılabilir.

Ethernet Kablo Teknolojileri

• 10Base2: İnce koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır ve ucuzluğu nedeniyle ince Ethernet olarak da bilinir.
  • "2" rakamı, maksimum kablo uzunluğunu ifade eder.
• 10Base5: Kalın koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır ve kalın Ethernet (thicknet) olarak da adlandırılır.
  • "5" rakamı, maksimum kablo uzunluğunu belirtir.
  • Kalın koaksiyel kablo maksimum 500 metre olmalıdır.
• 10BaseF: Fiber optik kablo ile 100 Mbit hızında Ethernet ağıdır.
  • "F" ifadesi, fiber optik kablo kullanıldığını gösterir.
• 10BaseT: Korumasız çift bükümlü (unshielded twisted pair) kablo üzerinde 10 Mbit hızında Ethernet bağlantısıdır.
  • "T" ifadesi kablo tipini (bükümlü çift) belirtir.
  • Fast Ethernet (hızlı Ethernet) olarak da anılır.
  • Ortak yol yıldız topolojileri kullanan bir Ethernet kablolama sistemidir.
• 100BaseT: Korumasız çift bükümlü (unshielded twisted pair) kablo üzerinde 100 Mbit hızında Ethernet bağlantısıdır.
  • "T" ifadesi, bükümlü kablo kullanıldığını belirtir.
• 10Base36: Broadcast yayın yapan kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır.
  • Kablo uzunluğu maksimum 3600 metre olabilir.

Ağ Kartı (NIC - Network Interface Card)

• Bilgisayarları ve diğer cihazları ağa bağlamak için kullanılan kartlardır.
• NIC (Network Interface Card) olarak da adlandırılır.
• Bilgisayarda ikilik sistemde işlenen verileri elektrik, ışık veya radyo sinyalleri ile diğer bilgisayarlara iletir.
• Hız ve bağlantı yolları bakımından farklılık gösterir.
• ISA, PCI, USB, PCMCIA gibi bağlantı yuvalarını kullanan modelleri bulunur.
• Günümüzde en çok PCI bağlantı yuvaları kullanılmaktadır.
• Bir ağ tasarımı yapılırken, ağın hızı, maliyeti ve kablolama şekli dikkate alınmalıdır.
• Ethernet en bilinen ve yaygın kullanılan ağ teknolojisidir.
• Ağ kartı ile ethernet kartı aynı anlamda kullanılır.
• Ethernet'in kullanım kolaylığı ve açık üretim hakları sayesinde LAN teknolojisi olarak büyük bir rol oynamaktadır.
• Ethernet kartı, veriyi hatta bırakmadan önce hattı kontrol eder.
• Hat meşgul ise, gönderen ve alıcının MAC adreslerini içeren veriyi hatta bırakır.
• Ethernet kartı seçimi, kullanılacak kablolama tipine göre BNC, RJ45 ve AUI konnektörlerine sahip olabilir.
• Bazı Ethernet kartlarında birden fazla konnektör yuvası (combo Ethernet kartları) bulunabilir.
• Piyasada en yaygın kullanılan kombinasyon UTP kablo ve RJ-45 birleşimidir.

Hub

• Ağ elemanlarını birbirine bağlayan çok portlu bir bağdaştırıcıdır ve en basit ağ elemanıdır.
• Kendisine gelen bilgiyi, gitmesi gereken yere bakılmaksızın, bağlı tüm bilgisayarlara gönderir.
• Bilgisayarlar, gelen bilginin kendilerine ait olup olmadığını analiz ederek kabul ederler.
• 4, 8, 12, 16 veya 24 portlu olarak üretilirler.
• Hub'a UTP kablo ile bağlanılır ve her bir bağlantı 100 metreden uzun olamaz.
• Çalışma sırasında kablo takıp çıkarmak herhangi bir soruna yol açmaz.
• Ağ genişledikçe, hub'ın port sayısı yetersiz kalabilir.
• Bu durumda, ya daha çok portlu bir hub alınır ya da mevcut hub'lar birbirine bağlanır.
• Hub'lar birbirine bağlanarak ağın daha da genişlemesi sağlanır.

Anahtar (Switch)

• Akıllı bir hub cihazıdır.
• Hub ile aynı görevi yapar ancak ağı yormaz.
• Aynı anda birden fazla iletim yapabilir.
• Portlarına bağlanan bilgisayarları MAC adreslerine bakarak tanır.
• Anahtarlama için MAC adreslerini bir tabloda tutar.
• Bu tabloda, MAC adresinin hangi porta bağlı olduğu bilgisi bulunur.
• Veri paketlerini sadece hedef MAC adresine sahip olan bilgisayarın bağlı olduğu porta iletir.
• Bu sayede sadece ilgili port ve kablo meşgul edilir ve çakışmalar önlenerek ağ performansı artırılır.

Yönlendirici (Router)

• OSI başvuru modelinin ilk üç katmanına sahip aktif ağ cihazlarıdır.
• Temel yönlendirme görevini yapar ve LAN ile WAN arasında bağlantı kurar.
• Üzerinde LAN ve WAN bağlantıları için ayrı portlar bulunur.
• Bu portlar sayesinde iki ağ arasında bağlantı sağlanır.
• Yönlendirici Görevi Sırası:
  • Veri paketini okur.
  • Protokollerini çıkarır.
  • Hedef ağ adresini belirler.
  • Routing bilgisini ekler.
  • Paketi en uygun yolla hedefe gönderir.

Güvenlik Duvarı (Firewall)

• İnternet bağlantısı, bilgi işlem açısından bazı sorunları beraberinde getirir:
  • Dışarıdan içeriye saldırılar
  • İçeriden yetkisiz bilgi gönderimi
  • Tehlikeli alanlarda dolaşma sonucu virüs bulaşması
  • Yetkisiz kullanıcıların internette gezinmesi
• Firewall, çeşitli filtreleme özellikleriyle bilgisayar ve ağın internet trafiğini (gelen ve giden paketler) kontrol altında tutar.
• Güvenlik duvarı olarak adlandırılan servisler, aslında birkaç alt kavramdan oluşur:
  • Tabya (Bastion Host)
  • Ağ Adres Çevrimi (NAT), Maskeleme, Paket Filtreleme
  • Vekil (Proxy)

Vekil (Proxy)

• Proxy kelimesinin anlamı vekildir.
• Proxy, internetteki bir makine ile iç ağdaki bir makine arasında belirli kurallar dahilinde doğrudan alışverişe izin verir.
• Vekil uygulamaları ise, bu doğrudan alışverişe dahil olur.
• Protokol bazlı saldırılar vekil sunucuya yöneldiği için iç ağdaki makineler etkilenmez.
• Güvenlik amacıyla proxy kullanımı, uygulama temelli güvenlik duvarı (application level firewall) olarak da adlandırılır.