Bilgi Ağlarına Giriş

2005.03.01 - SLAYT 1

Yaşar Tonta

Plan

• Bilgisayar ağının tanımı• Bilgisayar ağlarının sınıflandırılması /

Örnekler

2005.03.01 - SLAYT 2DOK 422 – Bahar 2005

“Ağ” tanımı

• (bilgisayar) ağ – iki ya da daha fazla birbirine bağlı bilgisayar sisteminin oluşturduğu grup group of two or more computer systems linked together

• Konular– Büyüklük – kaç bilgisayar?

2005.03.01 - SLAYT 3DOK 422 – Bahar 2005

– Büyüklük – kaç bilgisayar?– Topoloji – kablolar nasıl bağlı?– Teknoloji – bağlı bilgisayarların birbiriyle iletişim

kurması nasıl sağlanıyor? – Mimari – bağlı ve iletişim yeteneği olan bilgisayarlar

nasıl gruplanıyor?

Ağların Sınıflanması

Yerel ağ (LAN)Yerel ağ (LAN)

Makineler arası uzaklık

Makinelerin bulundu ğu yer

(aynı ...)

10 m Oda

100 m Bina

1 km Kampus

2005.03.01 - SLAYT 4DOK 422 – Bahar 2005

Metropolitan Metropolitan AğAğ

Geniş Alan AğıGeniş Alan Ağı

InternetInternet

((KaynakKaynak:: Tanenbaum, 1996)Tanenbaum, 1996)

1 km Kampus

10 km Şehir

100 km Ülke

1,000 km Kıta

10,000 km Gezegen

Sınıflama – Fiziksel topoloji

...

TamTam ...YıldızYıldız

2005.03.01 - SLAYT 5DOK 422 – Bahar 2005

20 20 bilgisayarbilgisayar...Hat/”Bus”

...Halka210 210 bağlantıbağlantı

Fiziksel Halka Ağın Özellikleri

• Tek sitede hem akıllı hem aptal aygıtları birbirine bağlayan araçları işletmek ucuz ve kolay

• Her düğüm (node) çoklayıcı (repeater) görevi görüyor– Bit akışını yeniden yaratıyor

2005.03.01 - SLAYT 6DOK 422 – Bahar 2005

– Bit akışını yeniden yaratıyor

• Daha fazla düğüm => Daha çok gecikme– Simgenin (token) dolaşımı daha uzun zaman alıyor– Veri göndermek isteyen istasyonun uzun süre

bekleme olasılığı artıyor

Fiziksel Halka Ağın Avantajları

• İletim kapasitesi kullanıcılar arasında adil olarak paylaşılıyor

• Merkezi bir aygıta bağımlılık söz konusu değil• Hata yaratan düğümler kolayca belirlenebiliyor;

düşük hata oranı• Alındı bilgisi veren mekanizmayı kurmak kolay

2005.03.01 - SLAYT 7DOK 422 – Bahar 2005

• Alındı bilgisi veren mekanizmayı kurmak kolay• Tüm düğümlere birden yayın yapmak kolay• Halka çok yüklü olduğu zaman bile erişim

garantisi• Yüksek iletim oranlarına ulaşmak mümkün• Karışık iletim ortamları kullanılabilir

Fiziksel Halka Ağın Dezavantajları

• Güvenilirlik tüm halkaya ve düğümlere bağlı• Yeni düğümler eklendiği sırada halka işlemiyor• Çoklayıcılar nedeniyle sinyal gecikmesi var• Çoklayıcılar normalde birbirine yakın olmalı• Kablo döşeme ve yönlendirme karmaşık

2005.03.01 - SLAYT 8DOK 422 – Bahar 2005

• Kablo döşeme ve yönlendirme karmaşık• Bir hatalı istasyon arayüzü tüm halkayı

kullanılmaz hale getiriyor

Fiziksel Hat (bus) Ağın Özellikleri

• Tek iletişim kanalından meydana geliyor• Her istasyon arayüze bağlı ve tekil bir donanım

adresi var• Maksimum kablo uzunluğu

– Sinyalleme yöntemine (ör. analog, dijital)

2005.03.01 - SLAYT 9DOK 422 – Bahar 2005

– Sinyalleme yöntemine (ör. analog, dijital)– Sinyalleme hızına (veri oranları)– Kablo türüne (fiziksel özellikler)Göre değişir

Fiziksel Hat (Bus) Ağın Avantajları

• Basit düzen ve bağlantı kolaylığı• Kablo hatalarının yerini belirlemek göreli olarak

daha kolay • “Patlamalı” veri trafiğine daha uygun bir sistem• Her bağlı aygıt kablodaki tüm veri trafiğini

2005.03.01 - SLAYT 10DOK 422 – Bahar 2005

• Her bağlı aygıt kablodaki tüm veri trafiğini görebildiği için bire çoklu veri ieltimi için ideal– Sinyalleme normalde iki yönlü - nerede bağlı

olduğuna bakılmaksızın tüm istasyonlara gönderiliyor

Fiziksel Hat (Bus) Ağın Dezavantajları• Otomatik alındı belgesi yok• Arayüzlerin akıllı olması gerekli• Sinyallemenin iki yönlü olması güvenlik

riski oluşturuyor

2005.03.01 - SLAYT 11DOK 422 – Bahar 2005

– Diğer istasyonlardan gelen/diğer istasyonlara gönderilen veri trafiği dinlenebilir

Fiziksel Yıldız Ağın Özellikleri

• En fazla kullanılan yerel ağ türü• Merkezi bir yönlendirme sistemine (hub)

dayanıyor– Çoklayıcı görevi görüyor - paketler tüm

port’lara yönlendiriliyor

2005.03.01 - SLAYT 12DOK 422 – Bahar 2005

port’lara yönlendiriliyor

Fiziksel Yıldız Ağın Avantajları

• Aptal terminaller / ağ arayüzleri için uygun• Karışık iletim ortamları ve hızlar kullanılabilir• Yüksek güvenlik mümkün – anahtarlamanın

kullanılması yoluyla• Kablo hasarının etkisi sınırlı – terminaller

birbirinden bağımsız

2005.03.01 - SLAYT 13DOK 422 – Bahar 2005

• Kablo hasarının etkisi sınırlı – terminaller birbirinden bağımsız

• Hata yakalama ve izole etme kolay• Son gelişmeler yüksek hızlara olanak sağlıyor

Fiziksel Yıldız Ağın Dezavantajları

• Kırılgan:– Merkezi hub hataları– çarpışma – birden çok istasyon aynı anda mesaj

göndermek isteyebilir

• Merkezi hub’da karmaşık teknoloji gerekli

2005.03.01 - SLAYT 14DOK 422 – Bahar 2005

• Merkezi hub’da karmaşık teknoloji gerekli– Son zamanlarda bu sorun azaldı çünkü piyasada

karmaşık teknolojiler kabul görmeye başladı

• Hub’ın büyüklüğü (port sayısı) ağ büyüklüğünü sınırlıyor

Fiziksele karşı mantıksal topoloji

• Fiziksel bağlantıya bakılmaksızın, istasyonlar belirli kurallara uyarak kendi aralarında iletişim kuruyorlar

• Topolojiler iki türlü: – Fiziksel – fiziksel bağlantıyı belirler

2005.03.01 - SLAYT 15DOK 422 – Bahar 2005

– Mantıksal – Mantıksal bağlantıyı tanımlar

• Örnekler:– hub bağlantısı:

• Fiziksel yıldız – tüm istasyonlar tek noktaya bağlı• Mantıksal hat (bus) – ortam tüm noktalar tarafından paylaşılıyor

– Anahtar bağlantısı• Fiziksel yıldız - tüm istasyonlar tek noktaya bağlı• Mantıksal yıldız – istasyonlar eş zamanlı olarak birbiriyle iletişim

kurabilir

Sınıflama - Mimari

...

Eşli (Eşli (PeerPeer--toto--peerpeer))•• tüm istasyonların tüm istasyonların eşit hakkı vareşit hakkı var••‘demo‘demokkratiratikk’ ’ ama ama

2005.03.01 - SLAYT 16DOK 422 – Bahar 2005

...

Đstemci Đstemci -- sunucusunucu•• erişim sunucunun erişim sunucunun kontrolündekontrolünde•• hizmetler hizmetler yönetiliyoryönetiliyor

••‘demo‘demokkratiratikk’ ’ ama ama kontrolsüzkontrolsüz

Yerel ağlar (LANs)

• Özel ağlar– Kullanıcı örgütün yönetiminde

• Büyüklüğü/coğrafi kapsamı sınırlı – Birkaç km.– Ağ başına 10-100 kullanıcı

• Paylaşılan ortama/kolaylıklara erişim

2005.03.01 - SLAYT 17DOK 422 – Bahar 2005

• Paylaşılan ortama/kolaylıklara erişim– Veri iletim hızı 1-100Mbit/s

• Farklı ortamlar (medya)– ör. Telefon kablosu, koaksiyel kablo, fiber optik,

kablosuz

Yerel ağ özellikleri (devamla)

• Farklı fiziksel topolojiler– …En bilineni Ethernet

• Mesaj türleri:– Tek alıcı (Unicast) (sadece hedef mesajı alıyor)– Yayın (Broadcast) (her düğüm mesajı alıyor)– Çoklu alıcı (seçilmiş düğümler mesajı alıyor)

2005.03.01 - SLAYT 18DOK 422 – Bahar 2005

– Çoklu alıcı (seçilmiş düğümler mesajı alıyor)

• Yaygın kullanımlar:– PC/iş istasyonu bağlantıları;– Kaynak paylaşımı (ör. Depolama /yazıcılar);– Bilgi değişimi.

Yerel ağ avantajları

• Kaynak paylaşımı• Güvenilirlik/Sağlanabilirlik

– Birden çok sistem dağıtık işlevler / veri depolama

• Birden çok satıcı desteği– Tek satıcıya kilitlenme söz konusu değil

2005.03.01 - SLAYT 19DOK 422 – Bahar 2005

• Uzaktan erişim– Kullanıcı tek terminalle birçok sisteme erişebiliyor– Aygıtın yeri konusunda esneklik

Yerel ağ dezavantajları

• Birlikte çalışabilirlik (Interoperability) garanti değil– yazılım, veri

• Gerektiğinden daha fazla aygıt ediniliyor • Denetimin kaybolması

2005.03.01 - SLAYT 20DOK 422 – Bahar 2005

– Yönetimi ve standartları uygulamak daha zor

• Dağıtık uygulamalar (ör. Veri tabanları)– Tutarlılık/gizlilik/güvenlik sorunları yaratabilir

Ethernet

• En baskın yerel ağ kurulumu• Carrier Sense Multiple Access with

Collision Detection (CSMA/CD) sistemini kullanıyor– Anlamı aynı anda birden fazla terminal veri

2005.03.01 - SLAYT 21DOK 422 – Bahar 2005

– Anlamı aynı anda birden fazla terminal veri iletebilir

– Çarpışma olduğunda veri yeniden gönderilir– Yüksek kapasite açısından kötü!

Temel Ethernet türleri

Tür Tanım Uzunluk

10Base2 Đnce koaksiyel 200 metre

2005.03.01 - SLAYT 22DOK 422 – Bahar 2005

10Base5 Kalın koaksiyel 500 metre

10BaseT Telefon kablosu N/A (hub)

10BaseF Fiber N/A (hub)

Ethernet topolojileri

• Eski (10Base2 & 10Base5) Ethernet bus topolojisinde bağlantı için koaksiyel kablo kullanılır

• Hub’larda fiziksel yıldız topolojisi kurmak için telefon kablosu ve fiber (10BaseT &

2005.03.01 - SLAYT 23DOK 422 – Bahar 2005

için telefon kablosu ve fiber (10BaseT & 10BaseF) kullanılır

Ethernet veri oranları

• Temel Ethernet türleri 10Mbps hat hızı sağlar

• Yeni Ethernet standartlarında daha yüksek veri iletim oranları mümkün :– Hızlı (Fast) Ethernet: 100Mbps

2005.03.01 - SLAYT 24DOK 422 – Bahar 2005

– Hızlı (Fast) Ethernet: 100Mbps– Gigabit Ethernet: 1Gbps

• Bu tür teknolojiler yüksek hızlı omurgalardan çoklu hub’lara ve büyük yerel ağlara bağlantı amacıyla geliştirildi

••BoyutBoyut

••TopoloTopolojiji

Örnek - NRG

9 9 bilgisayarbilgisayarHub

Internet

2005.03.01 - SLAYT 25DOK 422 – Bahar 2005

••MimariMimari Gobbles

Jack Larry Ted Len Crilly Brennan Hackett Cartman

Jack Larry Ted Len Crilly Brennan Hackett Cartman Gobbles

Örnek - lmi.net

2005.03.01 - SLAYT 26DOK 422 – Bahar 2005

2005.03.01 - SLAYT 27DOK 422 – Bahar 2005

Özet

• Ağlaşma basit anlatımıyla aygıtların birbiriyle iletişim kurmasına olanak sağlama yolu

• Buna olanak veren araçlar ağlaşmayThe ı karmaşık hale getiren unsur

2005.03.01 - SLAYT 28DOK 422 – Bahar 2005

karmaşık hale getiren unsur• Topolojiler ağ aygıtlarının birbirlerine nasıl

bağlandıklarını tanımlar• Ethernet yerel ağ kurulmasında kullanılan

en başat teknolojidir

Soru

• Yerel ağ teknolojisi/topolojisi planlarken karar vermemizi etkileyen etmenler nelerdir?

2005.03.01 - SLAYT 29DOK 422 – Bahar 2005