Herkese selam! Ağ dünyasının temellerini attığımız Bölüm 1’in ardından serinin ikinci yazısıyla karşınızdayım.

Bu bölümde cihazların kendi aralarında nasıl anlaştığına bakacağız. İletişim kurallarını, yani protokolleri kim belirliyor? OSI ve TCP/IP modelleri tam olarak ne işe yarıyor? Verilerimiz yola çıkmadan önce adım adım nasıl paketleniyor (encapsulation)? Kısaca bu konuları inceliyoruz. İyi okumalar!

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)