Bilgisayar Ağlarına Giriş

Bilgisayar Ağları

• Bilgisayar ağları, birden çok bilgisayarın birbirine bağlı olduğu, donanım ve yazılımların paylaşımına izin veren ve veri haberleşmesini sağlayan yapılardır.
• Telefonlar, bilgi iletimine bir örnektir; her telefonun kendisine ulaşmak için kullanılan bir numarası vardır.
• Bilgisayar ağları, iki kişisel bilgisayardan binlerce iş istasyonuna kadar değişen sistemlerden oluşabilir.

Ağ Tarihçesi

• İlk ağ sistemleri, sadece kendi organizasyonlarına hizmet veriyordu ve öteki ağlarla uyumlu değildi.
• ARPANET, Amerikan hükümeti tarafından geliştirilen ilk paket anahtarlamalı ağdır. Interoperability konusunu çözmede ilk çalışan ağdır.
• 1960'larda geliştirilen ARPANET, bilgisayar donanımı seçimlerine bağlı kalmaksızın organizasyonları bağlıyordu.
• ARPANET modern ve küresel geniş alan ağ yapısının ilk adımıdır.

Kablolama Sistemi

• Kablolama sistemi, ağ içerisinde ana makineyle iş istasyonlarını bağlar.
• En sık kullanılan kablo çeşitleri eş eksenli (koaksiyel), çift burgulu ve fiber optik kablolardır.

Kablo Çeşitleri

• Koaksiyel (Eş Eksenli) Kablo: Televizyon kablosuna göre daha esnek ve incedir; bakır tellerden oluşur ve manyetik koruma içerir.
  • Eşeksenli kablolar BNC konnektörleri ile bitirilir ve bilgisayarın arkasındaki aktarım cihazına T-şeklindeki bağlayıcılarla takılır.
  • Kablo ucunda, eğer 10Base5 ise 75 Ohm'luk, 10Base2 ise 50 Ohm'luk sonlandırıcı (Terminator) takılır.
• Çift Burgulu (Twisted-Pair) Kablolar: Dahili hatlarda tek, yaygın olarak dört ya da sekiz çift kablodan oluşabilir.
  • UTP (Unshielded Twisted Pair): Korumasız çift burgulu kablo.
  • STP (Shielded Twisted Pair): Korumalı çift burgulu kablo.
  • Tür kablolar RJ-45 konnektörü ile bilgisayara bağlanır.
• Fiber Optik Kablo:
  • 1966'da Charles Kao ve George Hockham cam fiber üzerinden veri aktarımının yapılabileceğini belirtmiştir.
  • Fiber optik kablolar, bakıra kıyasla daha avantajlı ve elektromanyetik alanlardan etkilenmemektedir ve uzak mesafelere çekilir.

Ağ Cihazları ve Ethernet Kablo Teknolojileri

• 10Base2: İnce koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağı.
  • İnce Ethernet olarak da bilinir; 2 rakamı maksimum kablo uzunluğunu belirtir.
• 10Base5: Kalın koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır.
  • Kalın Ethernet (thicknet) olarak da adlandırılır; 5 rakamı maksimum kablo uzunluğunu ifade eder.
  • 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 belirtir (twisted pair). Hızlı Ethernet (Fast Ethernet) olarak da anılır.
  • 10BaseT ortak yol yıldız topolojileri kullanan ethernet kablolama sistemidir.
• 100BaseT: Korumasız çift bükümlü kablo üzerinde 100 Mbit hızında Ethernet bağlantısı.
  • T ifadesi bükümlü kablo kullanımını işaret eder.
• 10Base36: Broadcast yayın yapan kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağı. Kablo uzunluğu maksimum 3600 metre olabilir.

Ağ Kartı (NIC - Network Interface Card)

• Bilgisayarların ve diğer cihazların ağa bağlanmasını sağlayan kartlardır.
• NIC (Network Interface Card) olarak da adlandırılır.
• Bilgisayardaki veriler ikilik sistemde işlenir.
• Ağ kartı, bu veriyi elektrik, ışık veya radyo sinyaline çevirip diğer bilgisayarlara gönderir.
• Hız ve bağlantı yolları bakımından farklılık gösterir.
• ISA, PCI, USB, PCMCIA gibi bağlantı yuvalarını kullanan türleri bulunur.
• En çok kullanılan bağlantı yuvaları PCI'dır.
• Ağ tasarımı yapılırken hız, maliyet ve kablolama şekli dikkate alınır.
• Ethernet en bilinen ve kullanılan ağ teknolojisidir.
• Yaygın olarak tercih edilir.
• Ethernet kartı ile aynı anlamda kullanılmaktadır.
• Ethernet'in kullanım kolaylığı ve üretim haklarının herkese açık olması, onu LAN teknolojisi olarak popüler yapmıştır.

Ethernetin Çalışma Esası

• Ethernet kartı, veriyi hatta bırakmadan önce hattı kontrol eder.
• Hat meşgulse gönderen ve alıcının MAC adreslerini içeren veriyi hatta bırakır.

Ethernet Kartı Seçimi

• Ethernet kartlarında BNC, RJ45 ve AUI konnektörleri bulunabilir; bu konnektörler kullanılacak kablolama tipine göre değişir.
• Bazı Ethernet kartlarında birden fazla konnektör yuvası bulunur ve bunlara combo Ethernet kartları denir.
• Günümüzde UTP kablo ve RJ-45 kombinasyonu yaygındır.

Hub

• Ağ elemanlarını bağlayan çok portlu bağdaştırıcıdır.
• En basit ağ elemanıdır.
• Kendisine gelen bilgiyi gitmesi gereken yere değil, bütün bilgisayarlara yollar.
• Bilgisayar ise gelen bilgiyi kendisine gelmişse kabul eder.
• Hublar 4, 8, 12, 16, veya 24 portlu olabilir.
• UTP kablo ile bağlanır ve her bir bağlantı 100 metreyi aşamaz.
• Hub çalışırken kablo çıkarmak veya takmak soruna yol açmaz.
• Ağ genişledikçe hub'ın port sayısı yetersiz kalabilir.
• Bu durumda daha çok portlu bir hub alınır veya mevcut hub'a başka bir hub bağlanır.
• Hublar birbirine bağlanarak ağ genişletilir.

Anahtar (Switch) Cihazı

• Akıllı bir hub'dır.
• Hub gibi çalışır fakat ağı yormaz.
• Aynı anda birden fazla iletim yapma imkanı sunar.
• Portlarına bağlanan bilgisayarları MAC adresleriyle tanır.
• Anahtarlama için MAC adreslerini bir tabloda tutar.
• Tabloda her MAC adresinin hangi porta bağlı olduğu bilgisi bulunur.
• Veri paketlerini her porta dağıtmak yerine, sadece hedef MAC adresinin olduğu porta gönderir.
• Böylelikle veri paketi sadece ilgili portu ve kabloyu meşgul eder.
• Ağa performans kazandırır, ağda çakışmalar azalır.

Yönlendirici (Router)

• OSI başvuru modelinin ilk üç katmanına sahip olan aktif ağ cihazlarıdır.
• Temel görevi yönlendirmedir.
• LAN ve WAN arasında bağlantıyı kurmak için kullanılır.
• Yönlendiricide LAN ve WAN bağlantıları için ayrı portlar bulunur.
• Bu portlar sayesinde iki ağ arasında bağlantı sağlanır.
• Yönlendirici görevini şu sırayla gerçekleştirir:
  • Veri paketini okur.
  • Paketin protokollerini çıkarır.
  • Hedef ağ adresini belirler.
  • Routing bilgisini ekler.
  • Son olarak paketi alıcısına uygun yolla gönderir

Güvenlik Duvarı (Firewall)

• İnternet bağlantısı bazı güvenlik sorunlarını beraberinde getirir:
  • Dışarıdan yapılan saldırılar.
  • İçeriden yetkisiz bilgilerin dışarı gönderilmesi.
  • Tehlikeli siteler yüzünden virüs bulaşması.
  • Yetkisiz kullanıcıların internette gezinmesi.
• Güvenlik Duvarı (Firewall) filtreleme özellikleri sayesinde bilgisayarın internet trafiğini (gelen ve giden paketleri) kontrol altında tutar.
• Güvenlik duvarı olarak adlandırılan servisler birkaç alt kavramdan oluşur:
  • Tabya (Bastion Host)
  • Ağ Adres Çevrimi (NAT), Maskeleme, Paket Filtreleme
  • Vekil (Proxy)

Vekil (Proxy)

• Kelime anlamı vekildir.
• Belli kurallara bağlı olarak internetteki bir makine ve yerel ağdaki bir makine arasında doğrudan alışverişe izin verir.
• Vekil uygulamaları ise bu doğrudan alışverişin arasına girer.
• Protokol bazlı saldırılar vekil sunucuya yapılır, iç ağdaki makine etkilenmez.
• Güvenlik amacıyla proxy kullanımı, uygulama temelli güvenlik duvarı (application level firewall) olarak adlandırılır.