Bilgisayar Ağlarına Giriş

Bilgisayar Ağları

• Bilgisayar ağları, birden çok bilgisayarın birbirine bağlı olduğu ve donanım ve yazılımların paylaşımını sağlayan veri iletişim ağlarıdır.
• Kullandığımız telefonlar, bilgi iletimine güzel bir örnektir; her telefonun kendine özgü numarası bulunur.
• Bilgisayar ağları, iki kişisel bilgisayardan oluşabileceği gibi, binlerce iş istasyonunu da içerebilir.

Ağ Tarihçesi

• İlk ağ sistemleri sadece kendi organizasyonlarına hizmet ediyordu ve diğer ağlarla entegre çalışamıyorlardı.
• Interoperability sorununu çözen ilk ağ, Amerikan hükümetinin ARPANET'iydi.
• ARPANET, 1960'larda geliştirilerek bilgisayar donanım seçimlerine bağlı kalmaksızın birçok organizasyonu bir araya getirdi.
• ARPANET, modern küresel geniş alan ağ yapısının ilk adımı olarak kabul edilir.

Kablolama Sistemleri

• Kablolama sistemi, ana makine ile iş istasyonları arasındaki bağlantıyı sağlar.
• En çok kullanılan kablo çeşitleri:
  • Eş eksenli (koaksiyel) kablo
  • Çift burgulu kablo
  • Fiber optik kablo

Koaksiyel Kablo (Eş Eksenli)

• Televizyon kablosuna benzeyen, daha esnek ve ince bir kablodur.
• Bakır tellerden oluşur ve manyetik koruma içerir.
• Eşeksenli kablolar BNC konnektörleri ile sonlandırılır.
• Bilgisayar arkasındaki aktarım aygıtına T-şeklinde bağlayıcılarla bağlanırlar.
• Kablo sonunda, 10Base5 ise 75 Ohm, 10Base2 ise 50 Ohm'luk sonlandırıcı (Terminator) takılır.

Çift Burgulu Kablolar (Twisted-Pair)

• Tek, dört veya sekiz çift kablodan oluşabilir. Dört çift olanlar oldukça yaygındır.
• İki türü bulunur:
• UTP (Unshielded Twisted Pair / Korumasız Çift Burgulu)
• STP (Shielded Twisted Pair / Korumalı Çift Burgulu)
• Bu tür kablolar RJ-45 konnektörü ile bilgisayara bağlanır.

Fiber Optik Kablo

• Charles Kao ve George Hockham 1966'da cam fiber üzerinden veri aktarımının mümkün olduğunu belirttiler.
• Sonraki geliştirmelerle, fiber optik kablolar bakıra göre daha avantajlı hale geldi, çünkü elektromanyetik alanlardan etkilenmezler ve çok uzak mesafelere veri iletimi sağlayabilirler.

Ağ Cihazları ve Ethernet Kablo Teknolojileri

• 10Base2: İnce koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır ve ucuzluğu nedeniyle ince Ethernet olarak adlandırılır. 2 rakamı kablonun maksimum uzunluğunu ifade eder.
• 10Base5: Kalın koaksiyel kablo ile 10 Mbit hızında Ethernet ağıdır ve kalın Ethernet (thicknet) olarak bilinir. 5 rakamı maksimum kablo uzunluğunu ifade eder; kalın koaksiyel kablo maksimum 500 m olabilir.
• 10BaseF: Fiber optik kablo ile 100 Mbit hızında Ethernet ağıdır; F ifadesi fiber optik kablo kullanımını belirtir.
• 10BaseT: Korumasız çift bükümlü (unshielded twisted pair) kablo üzerinde 10 Mbit hızında Ethernet'tir. T ifadesi kablo tipini belirtir ve Fast Ethernet olarak da anılır. Ortak yol yıldız topolojileri kullanan Ethernet kablolama sistemidir.
• 100BaseT: Korumasız çift bükümlü kablo üzerinde 100Mbit hızında Ethernet'tir ve T ifadesi bükümlü kablo kullanıldığını gösterir.
• 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 bağlamada kullanılan kartlardır ve NIC (Network Interface Card) olarak adlandırılırlar.
• Veriler bilgisayarda ikilik sistemde işlenir ve ağ kartları bu verileri elektrik, ışık veya radyo sinyalleri ile diğer bilgisayarlara iletir.
• Çeşitli bağlantı yuvalarını (ISA, PCI, USB, PCMCIA) kullanan farklı tipleri bulunur; günümüzde en çok PCI bağlantı yuvaları kullanılmaktadır.
• Bir ağ tasarımı yaparken ağın hızı, maliyeti ve kablolama şekline göre seçim yapılmalıdır.
• Ethernet, en bilinen ve en çok kullanılan ağ teknolojisidir ve kullanımı yaygınlaşmıştır.
• Ağ kartı ve Ethernet kartı terimleri aynı anlamda kullanılır.
• Ethernet, kullanım kolaylığı ve üretim haklarının herkese açık olması nedeniyle LAN teknolojisi olarak ağ dünyasında önemli bir yere sahiptir.
• Ethernet kartı, veriyi hatta bırakmadan önce hattı denetler ve hat başkası tarafından kullanılıyorsa, gönderen ve alıcının MAC adreslerini içeren veriyi hatta bırakır.
• Ethernet kartları, kullanılacak kablolama tipine göre BNC, RJ45 ve AUI konnektörlerine sahip olabilir.
• Bazı Ethernet kartlarında birden fazla konnektör yuvası bulunabilir ve bunlara combo Ethernet kartları denir.
• Piyasada en çok UTP kablo ve RJ-45 birleşimi kullanılır.

Hub

• Hub, ağ elemanlarını birbirine bağlayan çok portlu bir bağdaştırıcıdır ve en basit ağ elemanıdır.
• Kendisine gelen bilgiyi gitmesi gereken yere değil, portlarına bağlı tüm bilgisayarlara yollar.
• Bilgisayar, gelen bilgiyi analiz ederek kendisine gelmişse kabul eder.
• Hublar genellikle 4, 8, 12, 16, veya 24 portlu olarak üretilir ve UTP kablo ile bağlanırlar; her bir bağlantı 100 metreden daha uzun olamaz.
• Hub çalışırken herhangi bir portundan kablo çıkartmak veya takmak bir sorun yaratmaz.
• Ağ genişledikçe, mevcut hub'ın port sayısı yetersiz kalabilir; bu durumda ya daha çok porta sahip bir hub alınır, ya da mevcut hub’lar birbirine bağlanır.

Anahtar (Switch)

• Anahtar, akıllı bir hub cihazıdır ve hub'ın yaptığı görevi ağda yük oluşturmadan yapar.
• Aynı anda birden fazla iletim yapma imkanı sağlar.
• Portlarına bağlanan bilgisayarları MAC adreslerine bakarak tanır.
• Anahtarlama işlemini gerçekleştirmek için MAC adreslerini yapısında bulunan bir tabloda tutar.
• Bu tabloda, MAC adresinin hangi porta bağlı olduğu bilgisi bulunur.
• Hub'dan farklı olarak kendisine ulaşan veri paketlerini, hedef MAC adresine sahip olan bilgisayarın bağlı olduğu porta bırakır.
• Bu sayede, veri paketi sadece hedef bilgisayara ait portu ve kabloyu meşgul eder, çakışmalar engellenir ve ağ performansı artar.

Yönlendirici (Router)

• OSI başvuru modelinin ilk üç katmanına sahip aktif ağ cihazlarıdır.
• Temel görevi yönlendirmedir. LAN ve WAN arasında bağlantı kurmak amacıyla kullanılır.
• Yönlendiricinin üzerinde LAN ve WAN bağlantıları için ayrı ayrı portlar bulunur.
• Bu portlar ile iki ağ arasında veri iletişimi sağlanır.
• Yönlendirici görevini şu adımlarla yapar:
  • Veri paketini okur.
  • Paketin protokollerini çıkarır.
  • Gideceği network adresini yerleştirir.
  • Routing bilgisini ekler.
  • Paketi hedefe en uygun yolla gönderir.

Güvenlik Duvarı (Firewall)

• İnternet bağlantısı, bilgi işlem açısından çeşitli sorunlar yaratabilir.
• Bu sorunlar arasında dışarıdan içeriye yapılacak saldırılar, içeriden yetkisiz kişilerin dışarıya bilgi göndermesi, internette tehlikeli alanlarda dolaşma sonucu virüs bulaşması ve yetkisiz kullanıcıların internette gezinmesi sayılabilir.
• Firewall, bu sorunları önlemek için birçok farklı filtreleme özelliği ile bilgisayar ve ağın gelen ve giden paketler olmak üzere internet trafiğini kontrol altında tutar.
• Bütününe güvenlik duvarı denilen servisler aslında birkaç alt kavramdan oluşmaktadır:
  • Tabya ( Bastion Host )
  • Ağ Adres Çevrimi (NAT), Maskeleme, Paket Filtreleme
  • Vekil (Proxy)

Vekil (Proxy)

• Proxy'nin kelime anlamı vekildir.
• Proxy, belli kurallara bağlı olarak internetteki bir makine ile iç ağdaki bir makine arasında doğrudan alışverişe izin verir.
• Vekil uygulamaları, bu doğrudan alışverişin arasına girerek güvenliği sağlamayı hedefler.
• Protokol bazlı herhangi bir saldırı, vekil sunucuya yönelik gerçekleşir ve iç ağdaki makineyi etkilemez bu nedenle güvenlik amacı ile proxy kullanımı, uygulama temelli güvenlik duvarı (application level firewall) olarak adlandırılır.