Bilgisayar Ağlarına Giriş

Bilgisayar Ağları

• Bilgisayar ağları, birden çok bilgisayarın birbirine bağlı olduğu veri iletişimi sağlayan sistemlerdir.
• Bu ağlar, donanım ve yazılımların paylaşılmasına olanak tanır.
• Telefonlar, bilgi iletimine örnek olarak verilebilir, her telefonun kendisine özel bir numarası vardır.

Veri Ağı Tanımı

• Bilgisayar ağları bir veri ağıdır.
• Bir ağ sistemi iki bilgisayardan oluşabileceği gibi, binlerce iş istasyonundan da oluşabilir.

Ağ Tarihçesi

• İlk ağ sistemleri sadece kendi organizasyonlarına hizmet ediyordu, diğer ağlarla ortak çalışamıyordu.
• Interoperability sorununu çözen ilk paket anahtarlamalı ağ, Amerikan hükümetinin ARPANET'i idi.
• ARPANET, 1960'larda geliştirildi ve donanım seçimlerine bakılmaksızın birçok organizasyonu bağladı.
• ARPANET, modern küresel geniş alan ağ yapısının ilk adımıdır.

Kablolama Sistemleri

• Kablolama sistemleri, ağlardaki ana makineler ile iş istasyonlarını birbirine bağlar.
• En sık kullanılan kablo türleri şunlardır:
  • Eş eksenli kablo (koaksiyel)
  • Çift burgulu kablo
  • Fiber optik kablo

Koaksiyel Kablo (Eş Eksenli)

• Koaksiyel kablolar, televizyon kablolarının daha esnek ve ince bir versiyonudur.
• Bakır tellerden oluşur ve manyetik koruma içerir.

Koaksiyel Kablo Konnektörleri

• Eş eksenli kablolar, BNC konnektörleri ile sonlandırılır.
• Bilgisayarın arkasındaki aktarım cihazına T-şeklindeki bağlayıcılarla takılırlar.
• Kablo sonunda 10Base5 kullanılıyorsa 75 Ohm'luk, 10Base2 kullanılıyorsa 50 Ohm'luk sonlandırıcı (terminatör) takılır.

Çift Burgulu Kablolar (Twisted-Pair)

• Bu kablolar tek, dört veya sekiz çift kablodan oluşabilir. Dört çift olanlar daha yaygındır.
• İki ana türü bulunur:
  • UTP (Unshielded Twisted Pair - Korumasız Çift Burgulu)
  • STP (Shielded Twisted Pair - Korumalı Çift Burgulu)

Çift Burgulu Kablo Konnektörü

• Bu tür kabloların bilgisayar bağlantısı RJ-45 konnektörü ile yapılır.

Fiber Optik Kablo

• 1966'da Charles Kao ve George Hockham, cam fiber üzerinden veri aktarımının mümkün olabileceğini öne sürdü.
• Fiber optik kablolar, bakıra göre daha avantajlıdır.
• Fiber optik kablolar elektromanyetik alanlardan etkilenmez ve uzak mesafelere veri aktarımını mümkün kılar.

Ethernet Kablo Teknolojileri

• 10Base2: İnce koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağı kurulur. Ucuz ve ince kablo kullanımı nedeniyle "ince Ethernet" olarak adlandırılır.
• 2 rakamı kablonun maksimum uzunluğunu belirtir.
• 10Base5: Kalın koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır ve "kalın Ethernet" (thicknet) olarak bilinir.
• 5 rakamı maksimum kablo uzunluğunu belirtir, kalın koaksiyel kablo maksimum 500 metre olmalıdır.
• 10BaseF: Fiber optik kablo ile 100 Mbit hızında Ethernet ağıdır ve "F" ifadesi fiber optik kablo kullanımını gösterir.

Ethernet Kablo Teknolojileri (Devam)

• 10BaseT: Korumasız çift bükümlü (unshielded twisted pair) kablo üzerinde 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır.
• "T" ifadesi kablo tipini (twisted pair) belirtir.
• Aynı zamanda Fast Ethernet (hızlı Ethernet) olarak da anılır.
• 10BaseT, ortak yol yıldız topolojileri kullanan Ethernet kablolama sistemidir.
• 100BaseT: Korumasız çift bükümlü (unshielded twisted pair) kablo üzerinde 100M bit hızında Ethernet ağıdır.
• "T" ifadesi bükümlü kablo kullanımını belirtir.
• 10Base36: Broadcast yayın yapan kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır.
• Kablo uzunluğu maksimum 3600 metre olabilir.

Ağ Kartı (NIC - Network Interface Card)

• Bilgisayar ve diğer cihazların ağa bağlanmasını sağlayan karttır.
• NIC (Network Interface Card) olarak da adlandırılır.
• Bilgisayardaki veriler ikilik sistemde işlenir.
• Ağ kartı bu verileri elektrik, ışık veya radyo sinyalleri ile diğer bilgisayarlara iletir.
• Ağ kartları hız ve bağlantı yolları açısından farklılık gösterir.
• ISA, PCI, USB, PCMCIA gibi bağlantı yuvalarını kullanan ağ kartları bulunmaktadır.
• Günümüzde en çok PCI bağlantı yuvalarını kullanan ağ kartları tercih edilmektedir.
• Ağ tasarımı yapılırken ağın hızı, maliyeti ve kablolama şekline göre seçim yapılmalıdır.
• Ethernet, en bilinen ve en çok kullanılan ağ teknolojisidir ve kullanımı yaygınlaşmıştır.
• Ağ kartı ile Ethernet kartı aynı anlamda kullanılır.
• Ethernet kullanım kolaylığı ve üretim haklarının herkese açık olması sebebiyle en çok kullanılan LAN teknolojisidir.

Ethernet Çalışma Esası

• Ethernet kartı, veriyi hatta bırakmadan önce hattı denetler.
• Eğer hat kullanılıyorsa, gönderen ve alıcının MAC adreslerini içeren veriyi hatta bırakır.

Ethernet Kartı Seçimi

• Ethernet kartlarında kullanılacak kablolama tipine göre BNC, RJ45 ve AUI konnektörleri olabilir.
• Bazı Ethernet kartlarında birden fazla konnektör yuvası bulunabilir.Bunlara combo Ethernet kartları denir.
• Günümüzde en çok UTP kablo ve RJ-45 birleşimi kullanılmaktadır.

Hub

• Hub, ağ elemanlarını birbirine bağlayan çok portlu bir bağdaştırıcıdır.
• En basit ağ elemanıdır.
• Hub, kendisine gelen bilgiyi gitmesi gereken yere değil, tüm portlara bağlı bilgisayarlara yollar.
• Bilgisayarlar gelen bilgiyi analiz ederek kendilerine gelmişse kabul ederler.
• Hublar, 4, 8, 12, 16, 24 portlu olarak üretilirler.
• Hub'a UTP kablo ile bağlanılır ve her bir bağlantı 100 metreden daha uzun olamaz.
• Hub çalışırken kablo çıkartmak veya takmak herhangi bir soruna yol açmaz.

Hub (Devam)

• Ağ kurulduktan sonra karşılaşılan problemlerden biri ağın genişlemesidir.
• Ağ genişledikçe mevcut hub'ın port sayısı yetersiz kalabilir.
• Bu durumda çok portlu bir hub alınabilir veya mevcut hub'lar birbirine bağlanabilir.
• Hub'lar birbirine bağlanarak ağın genişlemesi sağlanabilir.

Anahtar (Switch) Cihazı

• Anahtar (switch), akıllı bir hub cihazıdır.
• Hub'ın yaptığı işlevi görür ancak ağı yormaz.
• Aynı anda birden fazla iletim yapma imkanı sağlar.
• Anahtar, portlarına bağlanan bilgisayarları MAC adreslerine göre tanır.
• Anahtarlama işlemini gerçekleştirmek için MAC adreslerini kendi yapısında bulunan bir tabloda tutar ve bu tabloda MAC adresinin hangi porta bağlı olduğu bilgisi bulunur.
• Kendisine ulaşan veri paketlerinin MAC adreslerini inceler ve her bir porta dağıtmak yerine sadece hedef MAC adresine sahip olan bilgisayarın bağlı olduğu porta bırakır.
• Bu sayede veri paketi sadece hedeflenen bilgisayarın portunu ve kablosunu meşgul eder.
• Böylece çakışmalar önlenir ve ağ performansı artar.

Yönlendirici (Router)

• Yönlendirici, OSI başvuru modelinin ilk üç katmanına sahip aktif bir ağ cihazıdır.
• Temel görevi yönlendirme yapmak olup, LAN ve WAN arasında bağlantı kurmak için kullanılır.
• Yönlendiriciler üzerinde LAN ve WAN bağlantıları için ayrı portlar bulunur ve bu portlar aracılığıyla iki ağ arasında bağlantı sağlanır.
• Yönlendirici görevini şu adımları izleyerek yapar:
  • Veri paketini okur.
  • Paketin protokollerini çıkarır.
  • Hedef network adresini belirler.
  • Routing bilgisini ekler.
  • Paketi alıcısına en uygun yolla gönderir.

Güvenlik Duvarı (Firewall)

• İnternet bağlantısı, bazı bilgi işlem sorunlarını da beraberinde getirir.
• Bu sorunlar şunlardır:
  • Dışarıdan içeriye yapılacak saldırılar.
  • İçeriden yetkisiz kişilerin dışarıya bilgi göndermesi.
  • İnternetteki tehlikeli alanlarda dolaşma sonucu virüs bulaşması.
  • Yetkisiz kullanıcıların internette gezinmesi.
• Güvenlik Duvarı (Firewall), çeşitli filtreleme özellikleriyle bilgisayarı ve ağı gelen ve giden paketler üzerinde kontrol altında tutar.
• Bütününe güvenlik duvarı dediğimiz servisler aslında şu alt kavramlardan oluşmaktadır:
• Tabya (Bastion Host)
• Ağ Adres Çevrimi (NAT), Maskeleme, Paket Filtreleme
• Vekil (Proxy)

Vekil (Proxy)

• Proxy kelimesi "vekil" anlamına gelir.
• Proxy, belirli kurallara bağlı olarak internet üzerindeki bir makine ile iç ağdaki bir makine arasında doğrudan alışverişe izin verir.
• Vekil uygulamaları bu doğrudan alışverişin arasına girer.
• Protokol tabanlı herhangi bir saldırı doğrudan vekil sunucuya yönelir ve iç ağdaki makineyi etkilemez.
• Güvenlik amacıyla proxy kullanımı uygulama temelli güvenlik duvarı (application level firewall) olarak adlandırılır.