Bilgisayar Ağlarında Kullanılan Arabağlaşım Elemanları / Cihazları

17.03.2009

Anahtarlar (Switches) Anahtar, birden çok düğümü / uç sistemi bir noktada toplayıp, düğümler arasında anahtarlama yöntemiyle bağlantı kurulmasını sağlayan bir cihazdır. Ağın işlevi, ağ uygulamalarında kendisine gelen veri trafiğini portları arasında anahtarlamaktır. Hub' a benzemesine ve bir çok uygulamada Hub yerine kullanılmasına karşılık, çalışma prensibi ve yaptığı işlemler açısından Hub' lardan farklılık gösterir. Hub' lar düğümlere / istasyonlara paylaşılan bir ortam sunulması prensibine göre çalışırken, anahtarlar; genellikle veri bağı katmanında işlemleri gerçekleştirirler ve her bir düğüm için atanmış bir ortam sunulması prensibine göre çalışırlar. Diğer bir deyişle, anahtarlar paylaşılan bir yol değil, anahtarlamalı bir yol sunar. Anahtar Cihazlarının üzerinde hiç bir trafik yok iken, tüm portları birbirinden yalıtışmış durumda beklemektedir. Bu durum anahtara bağlı tüm sistemler arasında bağlantıların oluşmaması olarak tanımlanabilir. Bir düğüm/sistem, anahtara bağlı diğer düğümlerden birisi ile iletişimde bulunmak isterse; iki düğümün bağlı olduğu portlar anahtar üzerinden birbirine bağlanır. Bu işlem "anahtarlama" olarak isimlendirilir.İletim bittikten sonra kurulan bağlantı çözülerek; yeni düğümlerin iletişimine uygun ortam oluşturulur. Anahtar kullanılarak oluşturulan ağlarda, iletişimde bulunacak düğümlerin ayrı ayrı portlara bağlı olması nedeni ilei aynı anda birden çok bilgisayar çifti iletişimde bulunabilir. Yönlendiriciler (Routers)

Lan’ların Wan’lara veya uzak konumda bulunan Lan’ ların birbirine bağlantısında kullanılırlar. Yönlendiriciler, ağ katmanına ait protokoller düzeyinde adres kontrolü yapıp, komple bir ağ paketin alıcısına gitmesi için en uygun yolu belirleyebilme kapasitesine sahiptir. Lan ve Wan teknolojileri arasındaki iletişim ve arabağlaşım işlemleri yönlendiriciler ile sağlanır. Yönlendiriciler, ağ katmanında çalışmaları nedeni ile portlarının bağlı olduğu donanım özellikleri ile ilgilenmezler ve bilgiyi iletecekleri ortama göre yeniden düzenlerler.

Protokol Dönüştürücüler-Geçitler (Gateways)

Tamamen farklı yapıdaki ağların birbirine bağlanması amacı ile protokol dönüştürücüler kullanılır. Protokol dönüştürücüye gelen veri paketleri en üst katman olan uygulama katmanına kadar çıkar ve yeniden ilk katman olan fiziksel katmana iner.

Protokol dönüşümü; adresleme yapılarındaki, erişim metotlarındaki, çerçeve biçimlerindeki işaretleme metotlarındaki, veri hızlarındaki farklılıkların üstesinden gelmek için gereklidir.

Protokol dönüştürücü, farklı protokol kullanan ağlarda iki yönlü protokol dönüşümü yaparak bağlantı kurulmasını sağlar.

Protokol dönüştürücüler ağ içerisinde güvenlik duvarı oluşturmak amacı ile kullanılır. Firewall olarak kullanımda ise dönüşüm görevi değil, üzerinden geçen paketlerin kontrolünü yapmaktır.

Modem

Modemler, Bilgisayardan gelen sayısal sinyali analog sinyale veya iletişim hatlarından gelen analog sinyali sayısal sinyale dönüştüren cihazlardır. Modem ismi; Modülasyon ve DEModülasyon ifadelerinden alınmıştır. Modemler, genellikle uzak mesafeler arası telefon hatları kullanarak iletişim kurmak için kullanılır.

Sayısal sinyalin uzak mesagelere iletimi, analog sinyale göre daha zordur. Çünkü sayısal sinyalde belli mesafelerden sonra zayıflamalar ortaya çıkmakta bu da bazı verilerin kaybına neden olmaktadır.

Ortam Dönüştürücüler Transcivers)

Farklı fiziksel arayüz sahip elemanların / düğümlerin birbirine bağlanmasını sağlayan elemanlar, “ortam dönüştürücü” olarak isimlendirilir.

Hub’lar

Ağı oluşturan ve kendisine bağlı olan bilgisayara paylaşımlı olarak kullanılan bir iletim ortamı sunan arabağlaşım elemanları, hub olarak isimlendirilir.

Hub
  • Toplam ağ genişliği hub’ ın hızı ile sınırlıdır. Hub’ ın band genişliğinin bir tane porta tahsis edilmesi nedeniz ile hub üzerinde kaç tane port olursa olsun, 10 Base-T bir hub ile en fazla 10Mbps bant genişliği sağlanır.
  • Yarı-çift yönlü haberleşmeyi destekler. Yapısı nedeni ile paylaşımlı hub’da çarpışmalar sonucunda paket kayıpları oluşabilir.
  • İki bilgisayar arasında olabilecek hub sayısı ile sınırlıdır.
  • Paylaşımlı hublarda port başına maliyet daha ucuzdur.

Anahtar

  • Toplam bant genişliği anahtar üzerindeki port sayısı ile belirlenir. 10 porta ve her port için 10 Mbps band genişliği sahip bir abahtar 10 Mbps bant genişliği sağlayabilir.
  • Tam çift yönlü haberleşmeyi destekler Bu nedenle, aynı hat üzerinden aynı anda veri gönderilmesine ve veri alınmasına imkan tanır. Bu özellik ağdaki trafik kapasitesini ikiye katlar. Anahtar kullanılan bir ağda çarpışmalar oluşmaz ve paket kayıplar meydana gelmez.
  • Bir ağda bulunabilecek anahtar sayısında bir kısıtlama yoktur. Ağlar, anahtar kullanılarak istenildiği kadar genişletilebilir.
  • Anahtarların performansının daha yüksek olmasına karşılık, port başına maliyeti daha pahalıdır.

0 kişi tarafından 0 olarak değerlendirildi

  • Currently 5.0/5 Stars.
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

, , , ,

Açık Sistemler Arabağlaşım (OSI) Referans Modeli

23.02.2009
OSI referans modeli; ağda uyulması gerekli kuralları sistematize edilmiş bir biçimde sunmak ve standartları gruplandırmak / işlemleri sınıflandırmak amacıyla oluşturulan bir referans modelidir.

Bilgisayarlar arası iletişimin başladığı günden itibaren farklı bilgisayar sistemlerinin birbirleri arasındaki iletişimin daima en büyük problemlerden birisi olmuş ve bu sorunun üstesinden gelebilmek için uzun yıllar boyunca çeşitli çalışmalar yapılmıştır. 1980' li yılların başında Uluslararası Standartlar Organizayonunun (International Standarts Organization-ISO) bilgisayar sistemlerinin birbirleri ile olan iletişimini ortak bir yapıya ulaştırmak yönünde yaptığı çabalar sonucunda 1984 yılında 'Açık Sistem Bağlantıları (Open Systems Interconnection-OSI)' referans modeli geliştirilmiştir. Bu model sayesinde değişik bilgisayar firmalarının ürettikleri bilgisayarlar arasındaki iletişim sorununu ortadan kaldırmak hedeflenmiştir.
OSI referans modelinde, iki bilgisayar sistemi arasında yapıalcak olan iletişim problemini çözmek için 7 katmanlı bir ağ sistemi önerilmiştir.
Katmanlardan her biri farklı işlevle sahiptir.
ISO modelindeki 7 katmanın gerekçeleri aşağıdaki şekilde özetlenebilir:
Bir başka deyişle; temel büyük bir problem 7 adet küçük probleme parçalanmış ve her bir problem için ayrı ayrı bir çözüm yaratılmaya çalışılmıştır. oluşturulan 7 katmanlı yapının en altında yer alan iki katman yazılım ve donanım, üstteki 5 katman ise genelde yazılım yolu ile çözülmüştür.

Açık Sistemler Arabağlaşım (Open System Intercorrection-ISO) referans modeli, bilgisayar veri haberleşmesi sürecinde yapılması gereken işleri katmanlar düzeyinde tanımlayan bir örnek modeldir. Bu modelde veri haberleşmesi için yapılması gereken tüm işlemler biribirinden bağımsız olarak parçalara ayrılmış ve her parçaya ait görev tanımlamaları yapılmıştır.

OSI modeli, bir bilgisayarda çalışan uygulama programının, iletişim ortamı üzerinden başka bir bilgisayarda çalışan diğer bir uygulama ile olan iletişiminin tüm adımlarını tanımlar. En üst katmanda görüntü ya da yazı şeklinde çıkan bilgi, alt katmanlara indikçe makine diline dönüşür ve sonuç olarak 0 ve 1 bilgilerinden ibaret elektrik sinyalleri halini alır.

  • Tüm model farklı alt seviyelere ayrılabilmeli, gerektiğinde yeni bir seviye oluşturulabilmelidir.

  • Her seviye çok iyi tanımlanmış bir fonksiyonu gerçekleştirmelidir.

  • Her seviyenin fonksiyonu, uluslararası standartlaştırılmış protokollere göre seçilmelidir.


  • Her seviyenin sınırını arabirimler arasındaki veri trafiği minimize edecek şekilde tanımlanmalıdır.

  • Seviye sayısı, birbirine girmeyecek kadar az, özel fonksiyonları gerçekleştirecek kadar çok ve sistemin yapısını karmaşıklaştırmayacak kadar az olmalıdır.
Yukarıda sayılan gerçeklere uyularak, bilgisayar ağlarında ypaılan işlemlerin katmanlara bölünmesi sonucu oluşan 7 katmanlı ağ modleinin sağladığı faydalar, aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

  • Karmaşıklığı azaltarak, insanların belli katmanların işlevlerine yoğunlaşarak uzmanlaşmasına yardımcı olur.

  • Farklı donanım ve yazılım ürünlerinin biribiriyle uyumlu çalışmasını sağlar.

  • Modüler uzmanlaşmayı kolaylaştıraraki farklı uzmanlığı olan kişilerin işbirliği yapmasını veya görev paylaşımı ile ortaklaşa çalışmasını kolaylaştırır.

  • Bir katmanda yhapılan değişikliklerin diğer katmanları etkilemesini önler.
  • Katmanların işlevlerinin öğrenilmesi ve öğrtilmesini kolaylaştırır.

  • Farklı katmanların farklı işlevleri olması problemin tesbitini ve çözümünü kolaylaştırır.
Her birinin veri iletişiminde yapılan işlemlerden bir veya bir kaçını temsil ettiği, en altta yer alan iki katmanın (1 ve 2. katmanlar ) donanım ve yazılım, üstte yer alan 5 katmanın (3-7 katmanlar) ise genelde yazılım ile ilgili olduğu 7 katman aşağıdaki isimlerle anılır ve Şekideki gibi yerleştirilebilir.


OSI mimarisinde, bir üstteki katmandan alınan verinin incelenmesi gibi bir kavram yoktur. Böylece katmanlar kendi kendine yeterli olmakta ve biri diğerinden bağımsız çalışabilmektedir.

Katmanlı mimari referans alınarak oluşturulan ve bir veya birçok ağ üzerinden gerçekleştirilen bir haberleşmede, verinin doğru olarak, zamanında ve tanınabilecek şekilde gönderilmesi hedeflenir. Hedeflenen işlemin gerçekleşmesi için yapılması gereken işler, iki farklı grupta ele alınabilir:


Birinci Kısım: İletişim ağını ilgilendirmektedir. Bir kullanıcının şebekeye gönderdiği veri, belirlenen hedefe, zamanıknda ve hatasız olarak iletilmelidir. Bunun için protokoş geliştirilmiştir ve 'ağ protokolleri' diye adlandırışan bu kavramlr ilerleyen bölümlerde detaylandırılacaktır.


İkinci Kısım: Verinin hedefe (alıcıya), doğru kullanımına uygun ve tanınabilir olarak iletilmesiyle ilgilidir. Yani, alıcıya ulaşan verinin hem bit dizilişi (syntax) kullanıma uygun olması hem de anlam olarak (semantic) tanınabilmesi gerekmektedir. Bu gruba giren işler / işlemler, yüksek seviyeli protokoller olarak isimlendirilen protokoller ile çözümlenir.

OSI referans modelinde bulunan katmanları incelerken, OSI referans modelinin bir ağ uygulaması olmadığı ve OSI referans modelinin sadece her katmanın görevini detayları ile tanımladığı unutulmamalıdır.

OSI modeli kullanılarak oluşturulan ağlarda gerçekleştirilen ağlarda firmaya bağlı olarak farklılıklar gösterilebilir.

1- Fiziksel Katman (Physical Layer) :
Bilgilerin fiziksel olarak gönderilmesi ve alınmasından sorumlu katmandır. Fiziksel iletişimi başlatır, yönetir, sona erdirir. Fiziksel katman, elektriksel bağlantılar ve sinyallerden oluşur. Ağı oluşturma işleminde kullanılan tekrarlayıcılar (repeaters) ve hublar bu katmanda çalışırlar / tanımlıdırlar. Bu katmanda tanımlanan standartlar taşınan verinin içeriğiyle ilgilenmezler. Daha çok işaretin şekli, fiziksel katmanda kullanılacak konnektör türü, kablo türü gibi elektriksel ve mekanik özelliklerle ilgilenir. Modülasyon tekniği, iletişim ortamı, çalışma gerilimi, iletim frekansı vb. özellikler fiziksel katmanda belirlenir. Fiziksel katmanda yazılım ile ilgili hiçbir işlem yoktur. Fiziksel katman dışındaki diğer katmanlar arasındaki haberleşmede ise iletişim ve yapılacak işlemler yazılım ile sağlanır.


2- Veri Bağı Katmanı (Data Link Layer):
Veri bağlantı katmanı, birnoktadan diğerine hatasız veri aktarımı ve veri akışını kontrolden sorumludur. Diğer bir deyişle; ağ katmanından aldığı veri paketlerine hata kontrol bitlerini ekleyerek çerçeve (frame) halinde fiziksel katmana iletme işinden sorumludur. Bu katma, karakterleri bir dizi halinde birleştirip mesajlar haline getirir ve oluşan mesajı kontrol eder. Kontrol sırasında veride hata tespit ve düzeltme işlemlerini yapar. Mesajlarınbaşına ve sonuna belirleyici bayraklar yerleştirir. Çerçeve kurma, hata denetimi, akış denetimi, vb. veri bağı katman hizmetleri mevcuttur.

Kontrol edilen fiziksel katman üzerinden iletilen mesajların, alıcı tarafında düzgün ve doğru alınıp alınmadığı kontrolünü yapar. Mesaj alıcı tarafından doğru alınmadı ise, mesajın yeniden oluşturulması ve gönderilmesi işlemlerini gerçekleştirir. 'High-Level Data Link Control- HDLC' ve 'Advanced Data Cornmunications Control Producers' gibi protokoller veri bağı katmanı içerisinde tanımlanan işlemler için kullanılır.

Köprüler (bridges) ve anahtarlar (switches) ağı oluşturulan elemanları veri bağı katmanı işlemleri sayesinde bağlamak amacıyla kullanırlar.

3- Ağ Katmanı (Network Layer):
Ağ katmanı, bilgi paketlerinin ağ adreslerini kullanarak bu paketleri uygun ağlara yönlendirme işini gerçekleştiren işlemleri içerir. Diğer bir deyişle bağlantıyı sağlayan ve ulaşılmak istenen bilgisayara giden yolu bulan katmandır. Yönlendirici (Router) olarak isimlendirilen arabağlaşım elemanları bu katmanda tanımlıdır. Bilgi paketlerini bir uçtan diğer uca ağdaki çeşitkli düğümler üzerinden geçirilip yönlendirilecek alıcısına ulaşmasını sağlayan işlevlere sahiptir. Veri paketinin alıcısına giderken ap koşullarına, önceliklere ve diğer parametrelere göre hangi yolun uygun olacağı bu katmanda değerlendirilir. Ağ katmanı düzeyinde aktarılan bilgi bloklarına "paket" adı verilir. Bir hem üst katmandan gelen bilgi bloğunu, hemde ağ katmanı için mantıksal ağ adresleri, yönlendirme bilgisi ve akış kontrolü bilgilerini içerir. Ağ katmanında, ağlar araı yönlendirme, tıklanma kontrolü, mantıksal / fiziksel adres dönüşümü vb. bir çok işlem gerçekleştirilir.

4- Ulaşım Katmanı (Transport Layer) :
Uçtan uca bağlantı kuran iki birime ağ hizmetinin sağlandığı katmandır. Üstteki ilk üç katman ile alttaki üç katman arasındaki iletişimi sağlar ve daha aşağıdaki katmanların fonksiyonlarını, yukardaki katmanlardan işlemlerinden bağımsız hale getirir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu katmanda mesajların hedeflenen iş istasyonuna ulaştırılması işlemi gerçekleşir. Verici tarafındaki ulaşım katmanında gönderilecek bilgiler hatta yolculuk edebilecek şekilde küçük parçalara ayrılır. Alıcı tarafındaki ulaşım katmanında ise alınan mesajlar tekrar birleştirilerek orjinal mesaj haline dönüştürülür.

Oturum katmanından aldığı mesajı, alttaki katmanlar tarafından kabul edilecek parçalara ayırma işlemi, 'dilimleme (Segment' leme)' olarak isimlendirilir. Yapılan işlemlerin oturum seviyesinden ve değişen donanım teknolojilerindeki etkilenmerden bağımsız olarak yapılması gerekir. Normal şartlar altında ulaşım katmanı, oturum seviyesinden talep edilen her bağlantı için bir ağ bağlantısı oluşturur. Bu katman aynı zamanda akış-kontrolü kullanarak karşı tarafa gönderilen verinin yerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol eder.

5- Oturum Katmanı (Session Layer) :
Uç düğümler arasında gerekli oturumun kurulması, yönetilmesi ve sonlandırılması işlemlerini içerir. Uygulamalar arasındaki oturumu kurar, yönetir ve sona erdirir. Uygulama ve Sunum katmanlarına hata bildirmini sağlar. Oturum katmanın verdiği hizmetlerden biri, diyalog kontrolüdür. Oturumlar, veri akışının ya iki tarafa da aynı ana olmasına (full duplex), ya da tek yönde olmasına izin verirler. Bilgi akışının tek yöne doğru olması durumunda iletim sırasında kimde olduğuna oturum katmanında bulunan işlemler karar verir.
Oturum katmanında gerçekleştirilen işlemlerden (hizmetlerden) bir diğer, senkronizasyondur.
Farklı protokoller kullanan makinaların bağlantı kurmalarında ortaya çıkan uyumsuzluk problemlerini ortadan kaldırır.

6- Sunu Katmanı (Presentation Layer) :
Sunu katmanı, oturum katmanından gelen bilginin uygulama katmanına iletilmesinden sorumludur. Diğer bir deyişle, kullanıcı programları ile ağ arasındaki yüsek seviyeli iletişim arabirimidir. Bilgi üzerinde yapılabilecek her çeşit işlem bu katmanda gerçekleştirilir. Sunu katmanı bilginin sıkıştırılması, şifrelenmesi veya başka formata çevrilmesi işlemlerini içerir.

Sıkıştırma/açma, kodlama/kod çözme, EBCDIC-ASCII dönüşümü ve ters dönüşümü gibi işlevlerin yerine getirilmesini sağlar. Sunu katmanı bu gereksinimleri karşılamakta ve veriyi istenen tarzda ifade etmeyi mümkün kılmaktadır.

Sunu katmanı, kontrol kodlarının özel grafik ve karakter tablolarının bulunduğu yerdir. Sunu katmanı yazılımı, yazıcıların, çizicileri ve diğer aygıtları kontrol eder.

7- Uygulama Katmanı (Application Layer):
En üst katmanda bulunan uygulama katmanı; kullanıcıya hizmet veren, ağ işletim sistemi ve uygulama programlarının bulunduğu katmandır. Dosya paylaşımından, yazılacak iş birikimlerine, elektronik postadan veri tabanı yönetimine kadar olan bütün işlemler bu katmanda yapılır. Ağ yönetimi istatistikleri, arıza ve benzeri durumların izlenmesi işlemleri, sunu katmanı içerisinde değerlendirilen yazılımlar ile gerçekleştirilebilir.

Uygulama katmanı kullanıcıın çalıştıracağı ağ servislerini sağlar ve kullanıcıya en yakın olan katmandır. Kullanıcı tarafından çalıştırılan tüm uygulamalar bu katmanda tanımlıdırlar.

0 kişi tarafından 0 olarak değerlendirildi

  • Currently 5.0/5 Stars.
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Sistem Odası, , ,