ìAğ temelleriDers notları 1

Öğr.Gör. Hüseyin Bilal MACİT2017

Ağ temelleri dersinin içeriği

ì Bilgisayar ağı nedir?Amaçları ve kullanımalanları nelerdir?

ì Ağda veriler nasıl taşınır?Haberleşme protokolleri nelerdir? Veriiletişimortamlarınelerdir?

ì Büyüklüklerinevemimarilerinegöreağlarnelerdir?

ì Kablolu ve kablosuz ağlar nasıl kurulur?IPAdresleme ve maskeleme nasıl yapılır?

ì OSImodeli nedir?TCP/IPnedir?

ì Ağ kabloları nasıl hazırlanır?Günümüzde kullanılan kablolar ile uygulama yapımı.

ì Ağ donanımları nelerdir?Modem,erişim noktası,tekrarlayıcı nasıl programlanır?

ì CiscoPacketTracerile ağ simülasyonu nasıl yapılır?

Tarihçe

ì 1969yılındaAmerikan savunmabirimlerinin kullandığıbilgisayarların birbiriyle haberleşmesi için geliştirilmiş ilkağsistemi ARPANET’dir.

ì 1972yılındaARPANETbir konferans ile kamuoyuna tanıtıldı.

ì 1980yılındadünyanınbirçok farklı yerinde ağlar kullanılmayabaşlamıştı.Ancak herbiri farklı karakteristikte olan ağlarınbirlikte haberleşemiyordu.Buağların birbiriyle haberleşebilmesiiçin bir protokol imzalandı.

ì 1983yılındakullanılan bu ağların bütününü ifade etmek için ilkdefa “İNTERNET”kelimesi kullanıldı.

Ağ nedir?

Ağ nedir?

ì Bilgisayar sistemlerini birbirine bağlayarak

1. Veri alış verişi yapabilmek

2. Donanım ve yazılım kaynaklarını ortak kullanabilmek

3. Ortak güvenlik platformu oluşturabilmek

4. Tüm cihazları tek merkezden kontrol edebilmek

için oluşturulan kabloluve kablosuz haberleşme sistemidir.

Ağların amaçları nelerdir?

ì Veri paylaşımı (fotoğraf,doküman,videovs.)

ì Yazılım kaynakları paylaşımı (Ortak bir programı kullanma vb.)

ì Donanım kaynakları paylaşımı (Bir yazıcıyı tüm bilgisayarlarda kullanma vb.)

ì Parasal tasarruf (Aynı kaynağı heristasyonda kullanmak yerine paylaşmak)

ì Haberleşme (Whatsapp,messenger, skype vb.)

ì Merkezi yönetim (Cihazları tek merkezden kontrol edebilme,yetkilendirme,arızaları tespit edip müdahale edebilme vb.)

ì Güvenlik sağlama (Firewallvb.)

ì Daha büyük ağlara erişim (İnternete erişim)

ì Oyun,eğlence (Onlineoyunlar vb.)

Kaynak nedir?

ì Bir bilgisayara bağlı harddisk,yazıcı,tarayıcı,dvd-cdokuyucugibi cihazlar,obilgisayarın donanım kaynaklarıdır.İşletimsistemi,uygulamayazılımları dayazılım kaynaklarıdır.Eğer bubilgisayar ağa bağlanır ve bünyesindeki kaynakları ağdaki diğerbilgisayarların kullanımına sunarsa,bu kaynaklara ağ kaynaklarıdenir.

ì Ağ kaynaklarının ortak kullanımına,paylaşım denir.

ì Ağ kaynaklarının kullanımında,ağdaki herkullanıcı için “saltokuma”,“okumave yazma”,“tamdenetim”,“şifreli erişim”gibitanımlamalar yapılabilir.

Ağda çalışan cihazlar?

ì Masaüstü ve dizüstü bilgisayarlar

ì Akıllı telefonlar ve tabletbilgisayarlar

ì Yazıcı,tarayıcı,faks cihazları

ì Görüntü ve ses yakalayıcılar

ì Harddisk vb.veri depolamacihazları

ì Modem,switch,yönlendirici,köprü,erişim noktası vb.ağyönetim cihazları

Ağda çalışan cihazlar?

ì GünümüzdeVRgözlükler,giyilebilir teknolojiler,televizyonlar,fotoğraf çerçeveleri,hattaotomobiller bileağlarabağlanabilmektedir.

ì Yakıngelecekte beyaz eşya,küçük ev aletleri deağlarabağlanacaktır.Bununla ilgili tüm dünyadaolduğu gibi ülkemizdedeçalışmalar yapılmaktadır.

ì Microsoft’unkurucusu BillGates,90’lı yıllarda “bir günduvardaki saat bileinternetebağlanacak”dediğinde kimse bukadar yakın gelecekte gerçekleşeceğini düşünmemişti.2007yılındaMicrosoft,internete bağlanıp kendini ayarlayabilen,havadurumu bilgilerini alıp sesli olarak kullanıcıyabildirenduvarsaatini tanıttı.

İstemci-sunucu kavramı

ì Ağdaki bir istasyon;mevcut kaynaklarını başka istasyonların kullanımı içinsunuyorsa, bu istasyona sunucu denir.

ì Ağdaki bir istasyon;başka bir istasyonun kaynaklarını kullanıyorsa,buistasyona istemci denir.

ì Bir istasyon aynı anda birden fazla sunucu görevini üstlenebilir. (Örneğin aynıanda mailserver, webserver, printserver, ftpserver vs.)

ì Bir istasyonun sunucu olmasını sağlayan şey,mevcut donanımı değil,üzerinde çalışan yazılımdır.Kaynakların paylaşılmasını donanım değil yazılımsağlar.

ì Bir istasyon aynı anda hemsunucu hemdeistemci olabilir.Yani hemkendiiçindeki bir kaynağı başka istasyonların hizmetine sunuyor,hemdebaşka biristasyonun kaynağından faydalanıyor olabilir.Mesela ağ üzerindeki ikibilgisayar kendilerine doğrudan bağlı iki yazıcıyı ortak kullanıyor olabilirler.

İstemci-sunucu kavramı

Peer to Peer kavramı

Peer to Peer kavramı

ì Genelde P2Polarakkarşımızaçıkanbirveripaylaşımsistemidir.

ì DünyadailkkullanımıNapster adlıprogramileolmuştur.Buprogramilekullanıcılar,binlercebilgisayardakayıtlımp3dosyalarınıbirbirleri ilepaylaraşak sabitdisklerine indirebiliyorlardı.

ì GünümüzdeenyaygınP2PyazılımlarıTorrent yazılımlarıdır.

ì P2Pyazılımları;müzikfirmalarının, filmsektörünün, oyunsektörünün,müzisyenlerin,yazılımgeliştiricifirmalarınkorkulurüyasıolmuştur.

ì P2P’de,bilgisayardakidosyalarınbirlistesienyakınsunucudasaklanır,budosyayıindirmekisteyenbirbaşkakullanıcıbudosyanınsahipolduğubilgisayarlarüzerinden indirebilir.

ì İndirmebaşladığıanda,dosyanınindirilenkısmıdiğerkullanıcılarındaindirebilmesi içinpaylaşılır.Bunedenlesistemdekiherbilgisayarhemsunucuhemdeistemciolarakadlandırılabilir.

Peer to Peer kavramı

ì Herbilgisayareşittir.

ì Herbilgisayarhemistemcihemdesunucudur.

ì Tümbilgisayarlarbirbirineerişebilir.

ì Birbilgisayarınverigöndermesiiçin,verinintamamınasahipolmasıgerekmez.

Bağlantı

ì Ağların çalışabilmesi için gerekli olan bileşenler:

1. Fiziksel bağlantı:Ağa bağlı cihazlar arasında iletişim sağlayanNIC,modemgibi cihazlar ve veriyi taşıyabilecek kablolar

2. Mantıksal bağlantı:Cihazlar arasında verilerin iletişiminin hangikurallara bağlı yapılacağını belirleyen standartlar (Örneğinprotokoller).

3. Cihazlar arasında transferedilen verileri yorumlayabilecekuygulama yazılımları:Webtarayıcıları (ie,chromevs.),tarayıcıüzerinde çalışan yazılımlar (flashplayer,javavs.).

Telefon haberleşme sistemi?

ì Fiziksel bağlantıya engüzel örnek telefon hatlarıdır.

ì *Alankodu varsa bir üst telekoma git,yoksa yerel bağlantı kur.

Veri haberleşmesi

ì Elektronik vebilgisayarsistemlerindeveriler1ve 0olarak saklanır.Ancak iletimortamlarındasinyal analogolarak taşındığı için bu1ve 0’ları analogformadönüştürmekgerekir.

ì Elektronikortamda1ve 0dijital verilerinianalogsinyaledönüştürendevrelereAnalog-Dijital Dönüştürücü“ADC”(AnalogtoDigitalConverter)denir.

ì ADCnin yaptığı işin tamtersini yapandevreyedeDijital-AnalogDönüştürücü “DAC”(DigitaltoAnalogConverter)denir.

ì Veri hatlarındataşınan tümverileranalogformda taşınır.Ancakbilgisayarın içerisinde işlenirken dijital formdaişlenir.Buyüzdenveriyolunagönderilenherveri analog sinyaledönüştürülür,veri yolundanalınanherveri tekrar dijital formadönüştürülür.

Analog sinyal

Frekans

ì Frekans basitçe,saniyedekisalınım sayısıdır.Frekansarttıkça,hatta taşınabilecekveri miktarı daartar.

Dijital sinyal

Sinyal terimleri

ì Gürültü (Noise):Elektrik,optik ve radyo sinyallerinin yakınındabulunan,sinyalin bozulmasınaneden olabilecek diğer sinyaller.

ì Crosstalk:Bir sinyalin gürültüden etkilenerekbozulmasınadenir.

ì Gecikme (Latency):Sinyalin,göndericiden çıktıktan alıcıyaulaştığı ana kadar geçen süreye denir.

ì Çarpışma (Collision):Kabloyaaynı anda iki sinyalin verilmesinedeniyle sinyallerin birbiriyle çarpışarak bozulması veyayokolmasıdır.

Band genişliği

ì Bandwidth;hattın birimzamanda taşıyabileceği veri miktarınıgösteren kavramdır.

ì Analogband genişliğiölçübirimiHertz’dir.(Hz,KHz,MHz,GHzvb.)

ì Dijitalbandgenişliğiölçübirimibps(bits per second)dir.(bps,Kbps,Mbps,Gbps vb.)

Band genişliği

ì Bandwidthkavramının trafik ile benzetimi

Veri tipleri

ì Bilgisayarlar ve diğer elektronikcihazlar,temelde sadece 1ve 0ile haberleşebilirler.1(açık,dolu vs.)ve 0(kapalı,boş vs.)larınarka arkaya dizilimi ile sayı ve karakter dizileri oluşturulabilir.

Ad Değer Örnek

1bit 1 ve 0 Açık,kapalı

1byte 8 bit ASCII de1karakter

1Kilobyte 1024 byte 1sayfa yazı

1Megabyte

1024kilobyte 1dakikalık mp3 müzik

1Gigabyte 1024megabyte Video dosyası

Binary ve decimal sayı sistemi

ì Binary(ikili)sistem sadece 0ve 1sayılarından oluşur.

Örneğin 01010101(8bitlik decimalsayı)

ì Decimal(onlu)sistem0,1,2,3,4,5,6,7,8,9sayılarından oluşur.

Örneğin 2134=2x103 +1x102 +3x101 +4x100

Decimal’den binary’ye çevrim

Binary’den decimal’e çevrim

Hexadecimal sayı sistemi

ì 16sayıdan oluşan sayı sistemidir.Hersayı 4bitle ifade edilir.

Binary’den hexadecimal’e çevrim

ì Binarydizisi sağdan başlayarak4’lü gruplara bölünür.Ensoldakibölünenkısımda4elemandanaz eleman varsa,4elemanatamamlayacak şekildebaşına 0eklenir.Her4’lü grup binarydizisi,binary’denhexadecimal’eçevrilipsonuçbirleştirilir.

ì Örneğin:100111000010110

ì Ensoldaki grupta 3sayı var,4’etamamlamak içinbaşına sıfırekleyelim:

ì 0100111000010110

ì 4E16

ì Sonuçhexadecimalsayı:4E16

Veri iletimi

ì Verinin bir yerden başkabir yere taşınmasına veri iletimi denir.

ì Sık kullanılan veri iletim ortamları:

1. Bakır kablolar

2. Hava

3. Fiberoptik kablolar

ì Veri iletim hattından aynı anda yalnızca bir veri taşınıyorsabunabaseband,birden fazla veri taşınıyorsabunabroadbandiletimadı verilir.

Baseband veri iletimi

ì Bir hatüzerinden aynı anda yalnızca tek bir veri taşınabiliyorsa,bu hatbasebandhattır.Basebandhat,hemgidiş hemdegelişyönünde veri taşıyabilir.Ancak ikinci verinin taşınabilmesi için,önce ilkverinin hedefe ulaşmış olması ve hattın boş konumageçmesi gerekmektedir.Ethernetkabloları ile basebandiletişimyapılmaktadır.

Broadband veri iletimi

ì Bir hatüzerinden aynı anda birden fazla veri taşınabiliyorsa,buhatbroadbandhattır.TVyayınları broadbandiletimeörnektir.Tek bir hatüzerinden farklı videove ses sinyalleri aynı andataşınabilmektedir.Broadbandhattın taşıyabildiği frekans aralığınekadar genişse,aynı anda taşıyabildiği farklı veri sayısı daartar.

Seri iletişim

ì Taşıma hattında aynı anda yalnızca bir bittaşınıyorsa,bu tür veri iletişimineseri iletişim denir.Seriiletişimde aynı anda iki veri iletilemez.

ì Bir veri dizisi tek seferde gönderilirken, veri dizisinin başına başlangıç biti,sonuna bitiş biti eklenir.Butür iletişime senkron seri iletişim denir.

ì Günümzdeki bilgisayar sistemlerinde hemen hemen tüm iletişim seri iletişimşeklinde gerçekleşmektedir. ÖrneğinUSBveSATAbağlantınoktaları.

RxMSBLSBTx

Paralel iletişim

ì Taşıma hattı aynı anda birden fazla veriyi taşıyabiliyorsa,bu iletişime paraleliletişim denir.Paralel hatta,herbir biti taşımak için ayrı bir kablo olmalıdır.Paralel iletişime enyaygın örnekler IDEharddiskler, LPTportlarıdır.Butürbağlantılar günümüzde çok fazla kullanılmamaktadır.

RxTx

Paralel iletişim

Veri taşıma yönüne göre veri iletimi

ì Bir veri iletim hattında,verinin tek yönlü veya çok yönlütaşınmasınagöre iletişim üç şekilde sınıflandırılır.

1. Simplexiletişim (tek yönlü)

2. Halfduplexiletişim (yarı çift yönlü)

3. Fullduplexiletişim (tamçift yönlü)

Simplex iletişim

ì Veri iletimi sadece tek yönlü gerçekleşir.

ì Tx;Rx’everi gönderebilir ama Rx;Tx’easla veri gönderemez.

ì Kumandacihazları bu tür iletişime enyaygın örnektir.Kumandatelevizyonaveri gönderebilir,ama televizyon kumandayaverigönderemez.

Half duplex iletişim

ì Veri iletimi çift yönlü olarak gerçekleşir.

ì Heriki taraf veri alıp gönderebildiği için,iki tarafa dagönderici ve alıcı denir.Ancak aradaki hataynı anda tek veri taşıyabildiği için,bir taraf gönderiyaparken diğer taraf beklemek zorundadır.Burada enbüyük problemçarpışma (collision)dır.

ì Telsiz cihazları halfduplexiletişime örnektir.Bir telsiz ses sinyali gönderirkendiğer telsiz dinlemek zorundadır.Apartman diyafonları dabenzer bir örnektir.

Full duplex iletişim

ì Veri iletimi çift yönlü olarak gerçekleşir.

ì Heriki taraf veri alıp gönderebildiği için,iki tarafa dagöndericive alıcı denir.Veri alım ve gönderim işlemleri farklı hatlardanveyabandgenişliğinden gerçekleştiği için iki taraf daaynı andaalım ve gönderim yapabilir.

ì Cep telefonları fullduplexiletişim yapar.İki taraf daaynı andahemkonuşup hemdeduyabilmektedir.

Simplex, half ve dull duplex iletişim

Basit bir ağ kurulumu

ì Diyelim ki,iki işyeri çalışanı bir dosyayı ortaklaşa kullanmakistiyor.Bunun için enbasit yöntemnedir?

Basit bir ağ kurulumu

1. Heriki istasyonda,aynı protokolde çalışabilecek birerNIC(NetworkInterfaceCard)gereklidir.

2. İki NICarasında fiziksel iletişimi sağlayabilecek kablo gereklidir.

3. Heriki istasyonda,dosyapaylaşımına izin verebilecek “ağ”özelliklerine sahip işletim sistemi (NOS)gereklidir.

4. Dosyanın bulunduğu terminalsunucu,dosyayı kullanacak olanterminaldeistemci olacaktır.