Network Temelleri Hakkında biraz Bilgi…
Sep 20th, 2009 by Mevlüt ALTUNTERİM
Network Temelleri Hakkında biraz Bilgi…
Ethernet
1960′li yılların sonlarında Hawaii Üniversitesi ALOHA adını verdiği bir geniş ağ kurdu. Üniversitenin amacı kampüsün değişik noktalarına yayılmış olan bilgisayarları birbirine bağlamaktı. Bu network modelinin günümüze kadar gelen en önemli özelliği CSMA/CD olarak adlandırılan tekniktir. CSMA/CD nin açılmış hali carrier detect,multiple access with collusion detect (taşıyıcı sinyalin algılanması, çoklu erişimce çarpışmanın tespiti). Taşıyıcı sinyalin algılanması -carrier sence- ağ kartının kablodan bilgi transfer etmeden önce belirli bir süre hattı dinlediği anlamına da gelir. Çoklu erişim, aynı kabloya birden fazla bilgisayarın bağlanabileceğini belirtir. Çarpışmanın tespiti ise hattaki verilerin çarpışmasını engellemek için alınmış bir güvenlik önlemidir. Bu eski ağ tasarımı bu günkü ethernetin temelidir.1972 yılında XEROX firması deneysel amaçlı ilk ethernet kartını üretti ve 1975 yılında ilk ethernet ürününü piyasaya sürdü. Bu ürünün orijinal versiyonu 2.95 Mbps hızında 1km kablo ile 100 den fazla bilgisayarı birbirine bağlamak üzere tasarlanmıştı. XEROX ethernet kartı çok başarılı oldu. Intel, Xerox ve Digital 10 Mbps ethernet konusunda yeni bir standart getirdiler. Oluşturulan bu standart bugün kabul gören IEEE 802.3 standartı ile büyük benzerlikler göstermektedir. Ethernet networkler değişik kablolar ile bağlanabilir. Ethernet yerel iletişim ağı altında sistemleri birbirine bağlayan bir tür kablolama ve sinyalleşme biçimidir. Bilgisayar haberleşmesinin temelinde OSI modeli geçerlidir. OSI modellemesinde ilk iki katmanda (1. katman -fiziksel- ve 2.inci katman -data link-) belirlenen Ethernet, ilk kez, 1970′lerin sonlarında, Xerox tarafından geliştirilmiştir. 1980′lerde Xerox firmasının DEC ve Intel firmalarıyla ortaklaşa yaptığı çalışmalar sonucunda, Ethernet Versiyon I. için `Blue Book Standard’ (Standart Mavi Kitap) adı altında, bu versiyonun kullandığı standartları açıklayan bir kitap ortaya çıkarılmıştır. Burada açıklanan standartlar arasında, `baseband’ tekniği, CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) network standardı ve ethernetin ilk dönemlerinde kullanılan ve uzun yıllar yaygın bir şekilde uygulanan coaxiel kablo kullanım standartları anlatılmaktadır. Bu standart daha sonra 1985 yılında çıkan Ethernet II adlı yeni standartla revize edilmiştir. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) 802 numaralı projesinde ve 802.3 CSMA/CD network standardının oluşumunda, Ethernet II Versiyonu baz alınmıştır. Genelde de ethernet paketinin başında yer alan bilgi (header) dışında bir farkları olmadığı için, ikisi birbirlerinin yerine anılırlar.
CSSMA/CD nedir?CSMA/CD protokolü, Ethernet ve 802.3 networkler tarafından kullanılan bir çeşit medya erişim kontrol mekanizmasıdır. Başka bir deyişle, iletişim hattına bilgi paketinin nasıl yerleştirileceğini belirler. CSMA/CD `Cariner Sense Multiple Access/Collision Detect’in kısaltılmışıdır. Bir birim network hattına bilgisini bırakmadan önce, başka bir birimin hatta bilgi bırakıp bırakmadığını anlamak amacıyla, hattı dinler.
Bilgi göndermek isteyen cihaz hattın boş olduğuna karar verince, bilgisini bırakır ve başka bir cihazın bu sırada hatta bilgi bırakıp bırakmadığından emin olmak için dinlemeyi sürdürür. Eğer bu sırada başka bir cihaz, hattın boş olduğunu sanarak o da hatta bilgisini bırakırsa, `collision’ yani çarpışma olur.
Baseband network ne demektir?
Fiziksel medya (yani kablo) üzerinde kominikasyon sağlamak amacıyla, sadece bir tek band kullanılmasına izin veren haberleşme standardıdır. Yani, aynı anda sadece bir tek cihaz bilgi gönderebilir.
Baseband transmisyon tekniğini kullanan Ethernet gibi standartlarda, cihazlar bilgi transferi yaparken hattın sağladığı tüm bant genişliğini (ethernet için 10Mbit ya da l00Mbit) kullanırlar. Bu durum telefon sistemine benzer. Herkes konuşmak için sırasını beklemek zorundadır ve konuşmaya başladığında tüm hat ona ayrılmış olur. Başka biri de aynı telefondan konuşmak istediğinde, konuşmanın bitmesini beklemek zorundadır.
Broadband network nedir?
Baseband networklerin tam tersidir. Burada fiziksel kablo, broadband tekniği ile, sanal olarak birçok kanala bölünmüştür. Her kanalın, `frekans bölme modülasyonu’ adı verilen bir teknik aracılığıyla belirlenen, kendine ait taşıyıcı bir frekansı vardır. Bu farklı frekanslar, network kablosunun üzerinde aynı anda konuşulabilecek şekilde, çoğaltılırlar. Belli bir frekanstan bilgi transferi yapan bir cihaz, başka bir frekanstan yayın yapan cihazın bilgilerini dinleyemez. Örnek vermek gerekirse, kablolu televizyon, broadband yayın uygulamaktadır. Aynı anda pek çok kanal programı tek kablo üzerinden yayın yapar ve seyretmek istenilen bir tane kanal seçilerek seyredilir.
Ethernet Paketi nedir?
60 byte’tan oluşan Ethernet paketi cihazın içindeki ethernet kartında yeralan chipset tarafından yaratılır. Paket, tam olarak, 6 byte uzunluğundaki bilginin yaratıldığı kaynak adresinden, 6 byte bilginin gönderileceği alıcı adresinden, 2 byte uzunluğundaki bilginin tipini belirten bilgiden ve 46 byte uzunluğundaki data’dan oluşmaktadır. Bu formatın tam ve doğru olarak oluşumundan tamamı ile kullanılan yazılım sorumludur. Bu bilgilerin ışığında, en kısa ethernet paketinin boyu 62 byte, en uzun ethernet paketinin boyu ise 1514 byte’dır.
Ethernet ve IEEE 802.3 arasındaki fark nedir?
IEEE, Ethernet’in standartlaştırılmasında çalışmış ve bunu yaparken orijinal Xerox tarafından geliştirilen spefikasyonlarında bazı değişiklikler de yapmıştır.
Mac Adresi nedir?
Ethernet network cihazlarına, tanınabilmeleri için, hexadecimal ve dünyada bir eşi daha olmayan seri numarası verilir. Bu numaralar, üretici firmalar tarafından fabrikada verilmektedir.
Ethernet adreslerinde özel bir numaralandırma kullanılmakta mıdır?
MAC Adresleri 6 byte uzunluğundadır ve hexadecimal olarak yazılırlar. Örnek olarak 12:34:56:78:90:AB bir MAC adresidir. Her üretici firmanın kendi ürünleri için kullanabileceği belli bir MAC adresi alanı vardır. İlk 3 byte üretici firma kodundan oluşmaktadır. RFC-1700, bu üretici kodlarının listesini içermektedir. Daha güncel olan MAC adresi listesi ftp.lcs.mit.edu internet adresinde pub/map/Ethernet-codes içinden edinilebilir.
CRC ne demektir?
Cyclical Redundancy Check- gönderilen bilginin içindeki bit’lerle matematiksel hesaplar yaparak bu sonucu da bilgiyle göndermek suretiyle, bir mesaj içindeki hataları belirleme metodudur. Alıcı cihaz da aldığı mesajın üzerinde aynı matematiksel işlemi yaparak sonucu mesajla birlikte gönderilenle karşılaştırır. Eğer sonuçlar birbirinin aynısı değilse, mesajı aldığı cihazdan bilgiyi yeniden göndermesini ister.
Broadcast Adresi nedir?
Gönderilen bilgi paketinin tüm cihazlar tarafından alınmasının istendiğini belirten özel bir adrestir.
1OBase5; 10Base2, 10BaseT, 10Broad36 ne anlama gelmektedir?Bunların hepsi de farklı Ethernet tiplerini belirten IEEE isimleridir. Buradaki ` 10′ sinyalin hızını belirtmektedir (10MBit/saniye). `Base’ Baseband’in kısaltılmışıdır. Aynı şekilde `broad’ da `Braoadband’in kısaltılmışıdır. Daha sonrasında yer alan rakam da, bir segmentte kablonun maksimum uzunluğunu belirtir. Bu durum sadece ` 10BaseT’de bozulmaktadır. Burada `T’ kablonun `twisted pair’ olduğunu belirtmek için kullanılmıştır. Aynı şekilde, ` 10BaseF’ içerisinde kullanılan `F’ de, kablonun fiber olduğunu belirtmektedir.10Base2İnce coaxiel kablo üzerinde 10Mbit hızında Ethernet demektir. Ucuzluğu nedeniyle `Cheapernet’ (ucuz net) veya ince kablo kullanıldığı için ince ethernet diye de anılır.
1OBase5Kalın coaxiel kablo üzerinde 10Mbit hızında Ethernet. Kalın ethernet diye de anılır.
10BaseFFiber kablo üzerinde 10Mbit hızında Ethernet.
10BaseT
Unshielded (zırhsız) twisted pair kablo üzerinde 10Mbit hızında Ethernet (günümüz networklerinde ençok kullanılan tip).
10Broad36Broadband yayın yapan kablo üzerinde 10Mbit hızında Ethernet
Ethernet’te kablo kısıtlaması var mıdır?Gerek uzaklıkta, gerekse kullanılan cihaz sayısı ve bağlanan kullanıcıların sayılarında kısıtlamalar vardır.
1OBase2
Segment başına maksimum uzunluk 185 m ile sınırlıdır.
1OBase5
Segment başına maksimum uzunluk 500 m.ile sınırlıdır.
1OBaseF
Kullanılan sinyalleşme teknolojisine göre, fiber kablo 2 km.’ye kadar gidebilir.
10BaseT
Segment başına maksimum uzunluk 100 m1OBroad36
Segment başına maksimum uzunluk 3600m ile sınırlıdır.
Segmetleri büyütürken uygulanan kısıtlamalar 5-4-3 kuralı
Ethernette maksimum 4 repeater ,5 segment(bunun sadece 3 ü kullanıcı segmenti) kuralı vardır. Mesafeyi arttırmak için repeater denilen cihazları ekleyerek yeni bir segment eklemek mümkün olmaktadır. Ancak, bu kullanılan repeater cihazlarının sayısı maksimum 4 adet olabilmektedir. Böylelikle, toplam 5 adet segmentiniz olabilmektedir. Ancak, bunların sadece 3 tanesine kullanıcı ya da başka cihazlar bağlamanıza izin verilmiştir. Geri kalan 2 tanesi, sadece mesafe uzatmak için kullanmaktadır. Network içerisinde bir noktadan diğerine giderken, bu kuralın ihlal edilmediğinden emin olunması gerekir. Aksi takdirde, networkte ciddi problemler olabilir. Bu sayıların da üzerine çıkmak istiyorsak veya segmentlerdeki performans problemlerini gidermek istiyorsak, bu durumda, bridge (köprü), router (yönlendirici) ya da switch kullanılması gerekmektedir.
|Ayrıntı için|
Bağlanan istasyon (kullanıcı ve/veya cihaz) sayılarındaki kısıtlamalar
10Base2 standardında, bir segment içinde, birbirlerinden 50 cm. uzaklıkta olmak şartıyla maksimum 30 adet cihaz bağlanabilir. 1OBase5 standardında, bu sayı birbirlerinden 2,5 m. uzaklıkta olmak şartıyla, maksimum 100 olabilmektedir. 10BaseF ve 10BaseT yıldız topolojide oldukları için her bir cihaz direk olarak repeater/hub adı verilen network cihazına bağlıdır ve burada mesafe, maksimum kablo uzunluğuyla sınırlıdır. Bu standartlarda network başına maksimum 1024 adet cihaz bağlanabilir.Tek bir segmentte 10Base2 ve 10BaseT standartları aynı anda kullanılabilir mi?
Farklı kablo tiplerini kullanırken arada geçişi sağlamak amacıyla repeater kullanılarak mümkün olur.
Kablosuz ethernet var mıdır?Birçok firma, bu alanda, spread-spectrum radyo transmiyonu, laser, mikrodalga gibi değişik teknikler kullanarak kablosuz ethernet ürünleri üretmişlerdir. Ancak bu alanda belli bir standart oturtulmadığı için, maalesef, bir üreticinin ürününün diğeriyle birlikte çalışması çoğu zaman mümkün olamamaktadır.
Kablo seçimi
10Base2 veya 10BaseT arasında seçim yapmak gerektiğinde, dikkate alınacak iki konu mesafe ve fiyat olmaktadır. Her ikisi de bina içi kablolama da kullanılan standartlar olmak birlikte, bugün 10BaseT yavaş yavaş 10Base2 standardının yerini almış gözükmektedir. Bina içinde kullanılacak kablolarda seçim 10Base2 veya 10BaseT yönünde olurken iki bina arasında daima 10BaseF kullanılması iyi olur. Fiber kablo içinde manyetik bir alan oluşmaz ve bina dışlarında yıldırımdan korunmak için idealdir. Yüksek manyetik alanların bulunduğu ortamlarda da kullanılması bilginin doğru transferi açısından önemlidir. 10Base5 omurga oluşturmada veya 10BaseF in daha ucuz alternatifi olarak karşımıza çıkabilir.