Ağ İletişiminin Temelleri

Ağ haberleşmesi, tıpkı mektup haberleşmesine benzer. İletişimin gerçekleşebilmesi için temel olarak 3 unsura ihtiyaç vardır:

  1. Gönderici (Sender)
  2. Alıcı (Receiver)
  3. Ortam (Media)

Protokol Nedir?

Protokol, iletişimin başarılı bir şekilde gerçekleşmesi için tanımlanan kurallar dizisidir. Ağ haberleşmesinde protokoller aşağıdaki ihtiyaçlara çözüm sağlar:

  • Mesaj Kodlama (Encoding):
    • Data’nın, iletim ortamına göre elektrik dalgasına, ışığa veya radyo frekansına çevrilmesidir (çevirmen gibi).
  • Mesaj Biçimlendirme ve Kapsülleme (Formatting & Encapsulation):
    • Data iletilirken başlık (header) ve kuyruk (trailer) bilgileri eklenir.
    • Hedefte bu bilgiler atılıp data’ya ulaşılır.
    • Aynı mektup haberleşmesi gibi, zarf yırtılır ve mektuba ulaşılır.
  • Mesaj Boyutu (Size):
    • Data büyük bir bütün halinde gönderilmek yerine küçük parçalara bölünerek gönderilir.
    • Bu sayede bir hata olursa bütün data çöp olmamış olur.
    • Ayrıca aynı data yolu aynı anda farklı işlemler için de kullanılabilir.
      • Örneğin: Biri video izlerken başka birisi internette gezebilir.
  • Mesaj Zamanlaması (Timing):
    • Flow Control: paketin hızının ayarlanması.
      • Örneğin: Yaşlı biriyle konuşurken daha yavaş, genç birisiyle daha hızlı konuşmak gibi.
    • Responce Timeout: amca duymadı ne kadar bekleyip tekrar seslenicen.
    • Access Method: Çakışmaları önlemek için kullanılan algoritmalar.
      • Örneğin: CSMA/CD, CSMA/CA

Mesaj Teslim Seçenekleri

Pasted image 20260425005413.png

  • Unicast (Tekil Yayın): Birebir iletişimdir (Örn: A cihazından B cihazına).
  • Multicast (Çoklu Yayın): Belirli bir gruba iletimdir.
    • Örneğin bir radyo yayınını sadece dinlemek isteyen bilgisayarlara göndermek.
  • Broadcast (Genel Yayın): Aynı yerel ağdaki herkese iletimdir.

📝 NOT

Router, broadcast trafiğini geçirmez.

Protokoller

Her protokolün işlevi, biçimi ve kuralları vardır.

Protokol Tipleri

  • Ağ İletişim Protokolleri:
    • PC’den server’a giderken kullanılan protokollerdir.
    • Örneğin: Ethernet, IP, TCP, HTTP vb.
  • Ağ Güvenliği Protokolleri:
    • Kimlik doğrulama, veri bütünlüğü (integrity) ve veri şifreleme (encryption) için kullanılır.
    • Örneğin: TLS, SSL, SSH vb.
  • Yönlendirme (Routing) Protokolleri:
    • Router’ların birbirlerinden yolları öğrenmesi içindir (“Bende NetA var, bende NetB var” tarzı).
    • Örneğin: OSPF, BGP, RIP, EIGRP vb.
  • Servis Bulma Protokolleri:
    • Cihazların veya servislerin otomatik olarak algılanması için kullanılır.
    • Örneğin: DHCP, DNS vb.

Protokol Kümeleri

Veri haberleşmesinin ilk dönemlerinde herkes kendi protokol kümesini oluşturmuştur (1983 Novell Netware SPX/IPX, 1985 Apple AppleTalk, 1980 DoD TCP/IP).

  • Sorun: Farklı cihazlar birbiriyle konuşamıyordu.
  • Çözüm: Hepsi açık standart olan TCP/IP’ye geçiş yaptı.

TCP/IP Protokol Örneği (Web Sayfası Açılırken):

  • Application: HTTP
  • Transport: TCP
  • Internet: IP
  • Network Access: Ethernet

Referans Modelleri

OSI Modeli (Open Systems Interconnection)

Protokollerin sınırları bellidir. Genel olarak ağ iletişimini modellediğinden herhangi bir protokol mimarisini (örn: TCP/IP) tanımlayabilir.

  • Katmanlı Modelin Faydaları: Protokol tasarımına yardım eder, bir katmanda sorun olursa diğerleri etkilenmez, rekabetçi ürünler geliştirilir, ortak dil sayesinde tüm cihazlar haberleşebilir.

OSI Katmanları:

  • L7 - Application:
    • Son kullanıcıya arayüz sağlar.
    • Örneğin: Firefox.
  • L6 - Presentation:
    • Data formatı (HTML, JPG, PDF vb.),
    • Sıkıştırma (Compression) (.gzip),
    • Encryption.
  • L5 - Session:
    • İstemci ve sunucu arasındaki oturum yönetimi
    • Örneğin: Tarayıcıda farklı sekmelerde aynı oturumun açık kalması.
  • L4 - Transport:
    • Datayı küçük parçalara böler (Segmentation).
    • Kaynak ve hedef Port numaraları, Sequence Number (Sıra no) ve Ack Number eklenir. Transport Header eklenir.
  • L3 - Network:
    • IP adresleri eklenir, Packet Header eklenir.
  • L2 - Data Link:
    • MAC adresleri eklenir, Frame Header ve Trailer eklenir.
    • Hata kontrolü yapılır.
    • L1 ve L2 işlemleri donanımsal olarak NIC üzerinde yapılır.
  • L1 - Physical:
    • Bitlerin iletimi.

🎯 İPUCU

Akılda tutmak için: Please Do Not Throw Sausage Pizza Away

Pasted image 20260425002242.png Encapsulation:

  • L7-6-5’te, uygulama datası oluşur.
  • L4 datayı parçalara böler, Segment Header ekler.
  • L3 Packet Header ve IP adresini ekler.
  • L2 Frame Header ve Trailer ekler.
  • L1 bitlerin iletimini yapar.

De-Encapsulation:

  • Alıcıda ise L1’den L7’ye çıkarken Header’lar atılır,
  • L4’ten sonra ilgili port numarasından uygulama katmanına çıkar

Encapsulation Örnekleri

Pasted image 20260425005030.png

  • İç Ağda A’dan B’ye Paket Gönderildiğinde:
    • İlgili başlıklara ek olarak:
      • s.port, d.port, sec no, ack no eklenir.
      • s.ip: ipA, d.ip: ipB
      • s.mac: macA, d.mac MacB
    • Switch paketi alır (L1), L2 başlığına bakar, MAC tablosundan hedef MAC’in (macB) bulunduğu porta paketi yollar.
  • Dış Ağdaki Server’a Paket Gönderildiğinde:
    • İlgili başlıklara ek olarak:
      • s.port, d.port, sec no, ack no eklenir.
      • s.ip: ipA, d.ip: ipServer
    • Hedef MAC adresi olarak aradaki Router’ın (def. gw) MAC adresi yazılır.
      • s.mac: macA, d.mac macROUTER
    • Switch paketi Router’a yollar.
    • Router paketi alır, hedefin IP adresine bakar ve en uygun yolu seçer.
    • Eski L2 başlığını atıp yeni bir L2 başlığı ekler.
      • s.mac: Router, d.mac: Server
    • Ve paketi iletir.

TCP/IP Modeli

Günümüzde internet haberleşmesinde kullanılan modeldir. Katman numaraları kullanılmaz. Pasted image 20260425004535.png

  1. Application:
    • OSI’nin L7, L6, L5 katmanlarını tek katmanda birleştirir.
  2. Transport: TCP veya UDP protokolleri kullanılır.
    • TCP: Garantili ve eksiksiz teslimat sağlar. Sıra numarası (Seq No) verir.
    • UDP: Hızlı ama güvensiz iletimdir. Sıra numarası vermez.
  3. Internet:
    • IP adresleri ile paketleri ağa yönlendirir.
  4. Network Access:
    • Ağ ortamına erişimi sağlar (Ethernet, WLAN).

OSI ve TCP/IP Karşılaştırmalı Görsel

Pasted image 20260425004429.png

Veri Kapsülleme Detayları

  • Segmentation (Bölümleme):
    • Mesajları daha küçük birimlere ayırma işlemidir.
    • İletişim hızını artırır ve hatada yalnızca hedefe ulaşamayan küçük parçanın yeniden iletilmesini sağlar.
    • TCP bu segmentlerin sıralanmasından sorumludur.
  • Multiplexing (Çoklama):
    • Birden fazla veri akışının (Video, Web, E-posta) aynı iletim ortamından eşzamanlı taşınmasıdır.

PDU (Protocol Data Unit)

Katman datasının aldığı özel isimlerdir:

  • L7, L6, L5: Data
  • L4:
    • TCP: Segment
    • UDP: Datagram
  • L3: Packet
  • L2: Frame
  • L1: Bit

Standart Organizasyonları

Açık standartlar; birlikte çalışabilirliği, rekabeti ve yeniliği teşvik eder. Standart organizasyonları satıcıdan bağımsız ve kâr amacı gütmeyen kuruluşlardır.

İnternet Standartları

Pasted image 20260425000427.png

  • ISOC (Internet Society):
    • İnternetin açık gelişimini destekler.
  • IAB (Internet Architecture Board):
    • Standartların yönetiminden sorumludur.
    • Mühendislerden oluşur, networkler arası büyük sorun olduğunda ISS’lere destek verebilir.
  • IETF (Internet Engineering Task Force):
    • TCP/IP teknolojilerini geliştirir, günceller.
    • Çalışmalarını RFC (Request for Comments) olarak yayınlar.
  • IRTF (Internet Research Task Force):
    • İnternet ve TCP/IP protokolleri ile ilgili uzun vadeli araştırmalara odaklanır.

Pasted image 20260425000524.png

  • ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers):
    • IP adresi, port numaraları tahsisini ve domain name yönetimini koordine eder.
  • IANA (Internet Assigned Numbers Authority):
    • ICANN için bu yönetimleri denetler.

Elektronik ve İletişim Standartları

  • IEEE:
    • Elektrik ve elektronik standartlarını belirler.
    • Örneğin: IEEE 802.3 Ethernet, IEEE 802.11 WLAN.
  • EIA/TIA:
    • Kablolama standartlarını belirler.
    • Örneğin: EIA/TIA-568A, 568B
  • ITU-T:
    • DSL standartlarını belirler.

Kaynaklar

  • Cisco Netacad
  • Ağ Yöneticileri Derneği (AYD)