Ağ Temelleri 1. Hafta PDF

Ağ Temelleri Dersi 1. Temel Kavramlar  İki veya daha fazla cihazın veri alış-verişi yapmak için birbirine bağlanmasıyla oluşan yapıya Ağ (Network) denir....

Ağ Temelleri Dersi 1. Temel Kavramlar  İki veya daha fazla cihazın veri alış-verişi yapmak için birbirine bağlanmasıyla oluşan yapıya Ağ (Network) denir. Birden çok bilgisayarın birbirine bağlı olduğu donanım ve yazılımların da paylaşılmasına izin veren bilgisayar ağları, veri haberleşmesini veri ağları üzerinden yapmaktadır. Ağ (Network) Nedir?   'Ağ' terimi konusunda dikkat edilecek bir nokta, genelde bağımsız makinelerin bağlantısından oluşan sistem olarak kullanılmasıdır. Bilgisayar ağında, dağıtık işleme kuraldır ve ağın kendisi bilgisayar Ağ  gibi görülebilir. Bilgisayar ağlarının karakteristikleri (Network)  Entegre sistemler Nedir?  Evrensel bilgi erişimi  Hazır veya özel yapım yazılımlar  Hiyerarşik yönetim ve kaynak sahipliği  Çoklu-üretici ortamları  Veri iletimi için pek çok ortam kullanılır. Bu ortamları, bakır tel, cam lifler, hava olarak sıralayabiliriz. Bakır teller kullandığımızda veri elektrik akımı kullanarak, cam lifler üzerinde ışık yardımı ile, hava da ise radio dalgaları, mikrodalga ya da kızılötesi ışınlar ile aktarılır. Doğal olarak, her ortamda o İletişim/İletim ortamın özelliklerine uygun bir kodlama yapılması gerekir Yöntemleri 1- Paralel İletim 2- Seri İletim a) Senkron veri iletimi b) Asenkron veri iletimi  Paralel İletim: Digital olarak kodlanmış bilginin tüm bitleri aynı anda transfer ediliyorsa buna “paralel veri iletimi “ denir. Paralel veri iletiminde iletilecek bilginin her biti için ayrı bir kablo bağlantısı sağlanır. Paralel veri iletiminde, bir karakterin tüm bitleri aynı anda iletildiği için başla-bitir bitlerine ihtiyaç yoktur. Dolayısıyla doğruluğu daha yüksektir. Paralel veri iletimi, bilginin tüm bitlerinin aynı anda iletimi sebebiyle çok hızlıdır. İletişim/İletim Yöntemleri  Seri İletim: Bilginin tek bir iletim yolu üzerinden n bit sıra ile aktarılmasıdır. Bilgisayar ağları üzerindeki iletişim seri iletişimdir. Bilgisayar ağlarında kullanılan iletişim seri iletişimdir. Seri veri iletiminde, bir kerede bir karakterin sadece bir biti iletilir. Alıcı makine, doğru haberleşme için karakter uzunluğunu, başla- bitir (start-stop) bitlerini ve iletim hızını bilmek zorundadır İletişim/İletim Yöntemleri  Topoloji, yerleşim şekli demektir. Bilgisayar ve yazıcı gibi ağ elemanlarının fiziksel(gerçek) veya mantıksal (sanal) dizilimini gerçekleştirir. 1- Bus topoloji 2- Star topolojisi Ağ Topolojileri 3- Tree topolojisi 4- Ring topolojisi 5- Hybrid topoloji  Bus topolojisinde tüm iş istasyonlarının üzerinde olduğu bir hat mevcuttur. Bütün istasyonlar hattaki tüm mesajları inceler ve kendine ait mesajları alır. Hattaki bilgi akışı çift yönlüdür. Kaynak istasyon bilgiyi hatta bırakır. Bilgi her iki yönde ilerleyerek hatta 1- Bus Topolojisi yayılır. Ancak bu topolojide aynı anda iki istasyonun bilgi göndermesi durumunda bilgi trafiği karışır. Bunu önlemek için hattın paylaşımını düzenleyen protokoller kullanılmalıdır.  Ortak yol topolojisi kullanılarak kurulan 1- Bus Topolojisi ağlarda koaksiyel kablo kullanılır, Her bir istasyona T- konnektör takılır. İlk ve son istasyona ise sonlandırıcı (Terminatör) bağlanarak ağ sonlandırılır. Avantajları Kablo yapısı güvenilirdir. Yeni bir istasyon eklemek kolaydır. Merkez birime ihtiyaç duyulmaz. Dezavantajları Maksimum 30 istasyon bağlanabilir. Ağın uzunluğu ince koaksiyelde 185, kalın koaksiyelde 500 metreden fazla olmaz. Bir istasyonun arızalanması bütün ağı devre dışı bırakır. Arıza tespiti zordur. 2- Star Topolojisi Yıldız topolojisi, bilgisayar ağları bağlamında, tüm cihazların (örneğin bilgisayarlar, yazıcılar ve sunucular) merkezi bir hub veya anahtar ile bağlı olduğu bir ağ konfigürasyonudur. Bu topolojide, cihazlar arasındaki iletişim merkezi hub üzerinden geçmelidir, bu merkezi hub trafiği kontrol eden bir tür trafiği yönlendiren bir cihaz gibi işlev görür.  Merkezi Hub veya Anahtar: Bu merkezi cihaz, tüm ağ düğümlerini bağlamak için merkezi bir nokta olarak hizmet verir. Geleneksel kablolu ağlarda bir fiziksel anahtar veya hub olabilir veya kablosuz ağlarda bir mantıksal varlık olarak kullanılır. 2- Star Topoloji Noktadan Noktaya Bağlantılar: Ağdaki her cihaz, özellikleri merkezi hub'a doğrudan bağlıdır ve noktadan noktaya bir bağlantı kurar. Bu, sorun gidermeyi ve bakımı kolaylaştırır çünkü bir cihazdaki sorunlar genellikle diğerlerini etkilemez. İzolasyon: Yıldız topolojisinde bir cihazın arızalanması veya ağ sorunları yaşaması genellikle ağın geri kalanını etkilemez. Bu izolasyon, ağın kararlılığı açısından önemli bir avantajdır.  Ölçeklenebilirlik: Yıldız topolojileri nispeten kolay ölçeklenebilir. Yeni cihazlar merkezi hub'a bağlanarak eklenir. Bu, hem küçük hem de büyük ağlar için esnek bir seçim yapar. 2- Star Topoloji özellikleri Yönetim ve Kontrol: Yıldız topolojilerinde merkezi hub, ağ yöneticilerinin ağı etkili bir şekilde izlemesine ve kontrol etmesine olanak tanır. Veri trafiğini etkili bir şekilde yönetmek için kullanılır. Veri Trafiği: Cihazlar arasındaki tüm veri trafiği merkezi hub üzerinden geçer. Bu, trafiği yönetmeyi daha basit hale getirse de, merkezi hub'un arızalanması durumunda tüm ağın erişilemez hale gelebileceğini unutmamak önemlidir. 2- Star Topolojisi Bir istasyondan diğerine gönderilen bilgi önce bu merkez birime gelir, buradan hedefe yönlendirilir. Ağ trafiğini düzenleme yeteneğine sahip bu merkezi birim, hub ve anahtar (switch) olarak adlandırılır.  Bu topolojiye dayalı bir sistem kurulurken korumasız çift bükümlü UTP (Unshielded Twisted Pair- Korumasız çift bükümlü) veya korumalı çift bükümlü STP (Shielded Twisted Pair - Korumalı çift bükümlü ) kablo kullanılır. Merkezde bulunan hub veya anahtar üzerindeki ışıklara bakılarak arızalı olan istasyon bulunabilir. Bir istasyonun arızalanması ağ trafiğini etkilemez. 2- Star Topolojisi  İstasyonların merkezi birime (hub) olan uzaklığı maximum 100 metredir. Kullanılan ağ kartına veya kabloya göre ağ farklı hızlarda çalışabilir. 2- Star Topolojisi  2- Star Topolojisi Kolay Yönetim: Merkezi hub veya anahtar, ağ trafiğini izlemek ve yönetmek için bir merkezi nokta sağlar. Bu, ağ yöneticilerinin ağı daha etkili bir şekilde kontrol etmelerine olanak tanır. İzolasyon ve Sorun Giderme: Yıldız topolojisi, bir cihazın sorun yaşadığında diğer cihazları etkilememesini sağlar. Bu, sorun giderme işlemlerini kolaylaştırır. Kolay Ölçeklenebilirlik: Yeni cihazlar ağa kolayca eklenir. Bu, ağı büyütmek istediğinizde esneklik sağlar. Güvenilirlik: Her cihazın bağımsız bir bağlantısı olduğu için, bir cihazın arızalanması veya ağdaki bir problem, diğer cihazları etkilemez. Yüksek Performans: Her cihazın kendi bağlantısı olduğu için veri iletimi daha hızlı ve etkili olabilir. Güvenlik: Merkezi hub üzerinden tüm veri trafiği geçtiği için, trafiği izlemek ve güvenliği sağlamak daha kolaydır. Çeşitli Cihazlarla Uyumlu: Yıldız topolojisi, farklı cihaz türleri (kablolu veya kablosuz) ile uyumlu olabilir. Daha Az Kablolama: Noktadan noktaya bağlantılar, birçok ağ topolojisinin ihtiyaç duyduğu karmaşık kablolamaya göre daha az kablolama gerektirir. Hızlı Sorun Tespiti: Her cihazın bağlantısının izlenebilir olması, ağ sorunlarının hızlı bir şekilde tespit edilmesini sağlar. Farklı Ağ Hizmetleri: Her cihazın merkezi hub'a bağlandığı bir yerde, farklı ağ hizmetleri (örneğin, VPN erişimi, güvenlik duvarı) merkezi olarak sağlanabilir. 3- Tree Topolojisi Ağ ağacı veya ağaç topolojisi, bilgisayar ağlarında kullanılan bir hiyerarşik ağ yapılanmasıdır ve birkaç farklı topolojinin birleşimi olarak kabul edilir. Ağ ağacı, merkezi bir hub veya anahtarın diğer birkaç hub veya anahtarla bağlandığı, ağacı andıran dallanmış bir yapı oluşturur. Bu tür bir ağ topolojisi ayrıca "hiyerarşik topoloji" olarak da adlandırılır.  Merkezi Hub veya Anahtar: Bir merkezi hub veya anahtar, tüm ağın ana bağlantı noktası olarak hizmet verir. Bu merkezi cihaz, birden çok ikincil hub veya anahtara bağlıdır. 3- Tree Topolojisi Hiyerarşik Yapı: İkincil hub'lar veya anahtarlar, özellikleri merkezi hub'a veya diğer ikincil hub'lara bağlanır ve bu şekilde hiyerarşik bir yapı oluşturur. Bu yapı, organizasyon ve ölçeklenebilirlik sağlar. Noktadan Noktaya Bağlantılar: Ağdaki her cihaz, bir hub veya anahtara doğrudan bağlıdır ve her dal içinde noktadan noktaya bağlantılar oluşturur.  İzolasyon ve Ölçeklenebilirlik: Star topolojisi gibi, ağ ağacı da izolasyon sunar, yani bir dalın sorunları genellikle diğer dalları etkilemez. Bu, ağın yönetimini ve ölçeklendirilmesini kolaylaştırır. 3- Tree Topolojisi Trafik Kontrolü: Merkezi hub veya anahtar, ağ özellikleri içindeki trafiği yönlendirebilir, bu nedenle ağlarını bölümlemesi veya belirli verileri önceliklendirmesi gereken organizasyonlar için ideal bir seçenektir. Yedeklik: Ağ ağacı topolojileri, yedeklik düşünülerek tasarlanabilir. Bu, bir dal veya bağlantı arızalandığında ağ bağlantısının sürdürülmesini sağlar. 3- Tree Topolojisi Ağ ağacı topolojileri genellikle geniş alan ağları (WAN) ve kurumsal ağlar gibi büyük ölçekli ağlarda kullanılır. Organize bir yapı sunar ve büyük miktarda veriyi ve cihazı yönetebilir. Ancak hiyerarşi büyüdükçe bu tür ağların yönetimi ve sürdürülmesi karmaşıklaşabilir ve ağın güvenilirliğini sağlamak için yedeklik ve hata tolerans mekanizmalarının dikkatlice planlanması gerekir.  Hiyerarşik Yapı: Ağ ağacı, hiyerarşik bir yapı sunar, bu da büyük ve karmaşık ağlar için idealdir. Bu hiyerarşi, ağdaki cihazları ve bağlantıları kolayca yönetmeyi sağlar. Ölçeklenebilirlik: Ağ ağacı topolojisi, yeni cihazları eklemek veya alt ağları genişletmek için esneklik sunar. Ağı büyütmek, yeni dallar eklemek kadar basit 3- Tree Topolojisi olabilir. Avantajları Yönetim Kolaylığı: Her dal, bir hub veya anahtar ile yönetilebilir. Bu, ağ yöneticilerinin belirli dalları veya alt ağları izlemek ve yönetmek için kolay bir yol sunar. İzolasyon: Bir dal veya hub'da yaşanan sorunlar genellikle diğer dalları etkilemez. Bu, ağın kararlılığı açısından önemlidir ve sorun gidermeyi kolaylaştırır. Trafik Kontrolü: Merkezi hub veya anahtar, ağdaki trafiği kontrol etmek ve yönlendirmek için kullanılabilir. Bu, veri önceliği ve güvenlik politikalarını uygulamak için idealdir.  Yedeklik ve Hata Toleransı: Ağ ağacı, yedeklik düşünülerek tasarlanabilir. Bu, bir dal veya bağlantının arızalandığında alternatif yolları kullanarak ağ bağlantısının sürdürülmesini sağlar. Veri İzolasyonu: Her dal, kendi bağımsız ağa sahiptir ve veri izolasyonu sağlar. Bu, belirli verilerin veya 3- Tree Topolojisi kullanıcı gruplarının ayrılmasını sağlar. Avantajları Veri İzleme ve Analiz: Merkezi hub veya anahtar, ağdaki veri trafiğini izlemek ve analiz etmek için kullanılabilir. Bu, ağ performansını ve güvenliği iyileştirmek için önemlidir. Yedeklik ve Yedeklilik: Ağ ağacı, yedek hub'lar veya anahtarlar eklenerek yedeklilik sağlamak için tasarlanabilir. Bu, ağın kesintisiz çalışmasını sağlar. Uyumlu ve Ölçeklenebilir: Farklı türde cihazları ve alt ağları destekler, bu nedenle farklı gereksinimlere uyum sağlayabilir. 3- Tree Topolojisi Ağ ağacı topolojisi, büyük ölçekli ağlar için özellikle veri merkezleri ve kurumsal ağlar gibi ortamlarda tercih edilen bir seçenektir. Bu avantajlar, ağın düzenlenmesi, yönetimi, ölçeklenmesi ve güvenilirliği açısından önemli bir katkı sağlar.  4- Ring Topoloji Halka (ring) topolojisi, her bir cihazın tam olarak iki diğer cihaza bağlı olduğu ve dairesel veya halka benzer bir yapı oluşturan bir ağ yapılandırması türüdür. Halka ağı, verinin halka boyunca veya istenilen hedefine ulaşana kadar tek yönlü veya çift yönlü bir şekilde dolaştığı bir ağda iletilir. Halka içindeki bir cihaz başka bir cihazla iletişim kurmak isterse, veri bir cihazdan bir sonrakine geçer ve hedefine ulaşana kadar bu şekilde devam eder.  Basitlik: Halka topolojisi, özellikle küçük ve orta ölçekli ağlarda kurulumu nispeten basit ve kolay olan bir yapı sunar. Eşit Erişim: Ağdaki her cihaz, veri iletmek için eşit bir fırsata sahiptir çünkü trafiği kontrol eden merkezi bir hub veya anahtar yoktur. 4- Ring Topoloji Çarpışma Yok: Halka ağlarında çarpışmalar (veri paketi müdahalesi) Özellikleri ve Avantajları minimize edilir çünkü yalnızca bir cihaz aynı anda veri iletebilir. Tahmin Edilebilir Performans: Halka ağları, verilerin sabit ve öngörülebilir bir yol boyunca ilerlediği için tahmin edilebilir ve tutarlı bir performans sunar. Yedeklik: Bazı halka ağları, yedeklik özelliğine sahiptir. Bir bağlantı veya cihaz arızalandığında, veri hedefine ulaşması için halkanın diğer yönde dolaşmasına izin verilir, bu da ağın güvenilirliğini sağlar. Düşük Gecikme Süresi: Halka ağları, veri paketlerinin birden fazla cihaz üzerinden yönlendirilmesine gerek olmadan hedefine doğrudan gitmesi nedeniyle düşük gecikme süresine sahip olabilir.  Arıza Etkisi: Halkadaki herhangi bir cihaz veya bağlantı arızalanırsa, döngüsel veri yolunu keser ve bu tüm ağı etkileyebilir. Bu, tek bir arıza noktası yaratır ve ağı savunmasız hale getirir. Kablo Düzeni Karmaşıklığı: Halka ağının fiziksel kablo düzeni, yıldız veya otobüs gibi diğer topolojilere göre daha karmaşık olabilir. 4- Ring Topoloji Dezavantajları Ağ Genişletme: Yeni cihazlar eklemek, diğer topolojilere göre daha zor olabilir çünkü yeni bağlantılar kurmak için halkanın tamamı kesilmesi gerekebilir. Daha Düşük Hızlar: Tek yönlü bir halkada, veri iletim hızı halkadaki en yavaş cihaz tarafından belirlenir. Çift yönlü halkalarda ise veri iletim hızları daha iyi olabilir. Sınırlı Ölçeklenebilirlik: Halka topolojileri, ağ genişlemesi ve yedeklik yönetimi konularında bazı kısıtlamalar nedeniyle çok büyük ağlar için uygun olmayabilir. 4- Ring Topoloji Halka topolojisi, eski token ring ağlarında yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak daha fazla esneklik, ölçeklenebilirlik ve hata tolere edebilirlik sunan diğer topolojiler (örneğin yıldız veya otobüs) lehine daha az yaygın hale gelmiştir. Halka ağı uygulanırken, ağın güvenilirliğini sağlamak için yedeklik ve hata tolere edebilirlik mekanizmalarının dikkatli bir şekilde düşünülmesi gereklidir.  4- Ring Topoloji Halkadaki bilgi akışı tek yönlüdür. Yani halkaya dahil olan bilgisayarlar gelen bilgiyi iletmekle görevlidir. Ancak günümüzde pek çok halka ağı iki halka kullanmakta ve çift yönlü bilgi akışı elde etmektedir. Herhangi bir sonlandırmaya gerek duyulmaz. 5- Hybrid Topoloji Hybrid (Karışık) topoloji, adından da anlaşılacağı gibi, iki veya daha fazla farklı ağ topolojisinin birleşimini ifade eder. Genellikle, bu topolojilerin güçlü yönlerinden faydalanmak ve zayıflıklarını en aza indirmek amacıyla kullanılır. Hybrid topolojiler, belirli ağ gereksinimlerini karşılamak için tasarlanır ve genellikle daha büyük ve karmaşık ağlarda kullanılır. İşte hybrid topolojilerin bazı önemli noktaları ve özellikleri:  Topolojilerin Birleşimi: Hybrid topolojiler, yıldız, otobüs, halka veya örgü gibi iki veya daha fazla temel ağ topolojisini birleştirerek özel bir ağ yapısı oluşturur. Hybrid Topoloji özellikleri Artan Güvenilirlik: Farklı topolojilerin birleşimi ile hybrid topolojiler, artan ağ güvenilirliği sunabilir. Ağın bir bölümü başarısız olsa bile diğer bölümler genellikle işlemeye devam edebilir. Esneklik: Hybrid topolojiler, organizasyonun belirli ihtiyaçlarına uygun bir ağ tasarlama esnekliği sağlar. Ağın farklı bölümleri, gereksinimlerine dayalı olarak farklı topolojilere sahip olabilir.  Ölçeklenebilirlik: Hybrid topolojiler, yüksek ölçekteki büyüme için tasarlanabilir ve organizasyon büyüdükçe yeni cihazların veya ağ segmentlerinin eklenmesine izin verir. Optimize Edilmiş Performans: Hybrid topolojiler, ağ performansını Hybrid Topoloji belirli alanlarda optimize etmek için tasarlanabilir. Örneğin, yüksek trafikli bir bölüm, düşük trafikli bir bölümden farklı bir topoloji özellikleri kullanabilir. Karmaşıklık: Hybrid topolojiler, tasarım, uygulama ve yönetim açısından daha karmaşık olabilir. Bu karmaşıklık daha fazla kaynak ve uzmanlık gerektirebilir. Maliyet: Hybrid bir ağın kurulması ve sürdürülmesi, ek ekipman ve yönetim gereksinimleri nedeniyle daha yüksek maliyetli olabilir.  Yıldız-Halka Hybrid: Yıldız ve halka topolojilerinin öğelerini birleştirir. Bu, yedeklilik ve güvenilirlik sağlar ve halkanın bir segmenti başarısız olsa bile veri yıldız bölgesinden akabilir. Hybrid Topoloji Yıldız-Otobüs Hybrid: Yıldız ve otobüs ağını birleştirir. Örnekler Cihazlar bir merkezi huba (yıldız) bağlanır ve sonra hub, doğrusal bir otobüsle bağlantılıdır. Bu, ağın kapsamını genişletmek ve yönetimi merkezi hale getirmek için kullanılabilir. Örgü-Hybrid: Bir örgü ağına başka bir topolojiyi ekler. Örgü ağları, yedeklilikleriyle tanınır ve bunları başka bir topolojiyle birleştirerek güvenilirliği daha da artırabilir.  Hangi topolojilerin hybrid bir topoloji oluşturmak için birleştirileceği, belirli bir ağın Hybrid Topoloji gereksinimlerine, hedeflerine ve kısıtlamalarına bağlıdır. Hybrid topolojiler genellikle büyük kurumsal ağlarda, veri merkezlerinde ve endüstriyel ortamlarda kullanılır, burada performans, yedeklilik ve esnekliğin dengelenmesi gereklidir.