YBS101U-BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ
Ünite 6: İletişim Alt Yapısı ve Güvenlik
Bilgisayar Ağları
Küçük bir alan içerisindeki veya uzak mesafelerdeki kaynakların iletişim hatları aracılığıyla birbirine bağlandığı, farklı kullanıcılar tarafından paylaşıldığı, bir yerden başka bir yere veri aktarımının mümkün olduğu iletişim sistemine bilgisayar ağları denir. En az iki bilgisayar birbirine bağlandığında bir bilgisayar ağı kurulmuş olur. Böyle basit bir yapının yanı sıra günlük yaşamımızda sıklıkla kullandığımız internet de dünyanın her yerinden bilgisayarların birbirine bağlı olduğu en büyük bilgisayar ağıdır. Bilgisayar ağlarının kullanım amaçları aşağıda özetlenmiştir:
Bilgisayar Ağlarının Kullanım Amaçları
İşletme bünyesinde belgelerin, verilerin, donanımların, yazılımların güvenli bir şekilde paylaşılması, böylece etkili ve verimli çalışma ortamlarının yaratılması açısından bilgisayar ağları büyük önem taşımaktadır.
§ Donanım paylaşımı § Yazılım paylaşımı § Belge paylaşımı § Haberleşme § Yüksek güvenilirlik § Ölçeklenebilirlik § Tasarruf sağlama
Bireylerin kişisel ağ kullanım amaçları şöyle özetlenebilir:
§ Eğitim § Gelir elde etme § Eğlence
Bilgisayar ağları bireylere ve şirketlere pek çok avantaj sağlamasının yanında elbette bazı dezavantajları da beraberinde getirmektedir:
• Bir ağ oluşturulurken ilk kurulum maliyeti oldukça yüksek olacaktır. Kurumlar bu maliyeti göz önünde bulundurarak planlama yapmalıdır. • İlk kurulumun yanı sıra ağın sürekli olarak bakımının yapılması ve arızalarının giderilmesi için de gerekli maliyetler yüksek olabilir. • Ağda arıza olması durumunda veri alışverişinin aksaması bir başka dezavantaj olarak düşünülebilir. • Gerekli önlemler alınmadığında ağda yer alan virüs gibi zararlı dosyaların ağdaki bilgisayarlara bulaşmasıdır. • Kullanıcı yetkilendirmeleri doğru bir şekilde yapılmazsa bilgisayar ağı saldırılara açık bir hâle gelebilir.
Tüm bu konularda ağ yönetimi yapan ekibin çok dikkatli olması gerekmektedir.
Bilgisayar Ağlarının Tarihsel Gelişimi
• Bilgisayarların kullanılmaya başlandığı 60’lı yıllarda bilgisayar denildiğinde akla “Mainframe” adı verilen yüzlerce kullanıcıya eş
zamanlı olarak farklı hizmetler verebilen, büyük, güçlü ve pahalı bilgisayarlar gelmekteydi. Bu bilgisayar sistemlerine gerçek anlamda bilgisayar ağı diyemeyiz çünkü klavye ve monitörler sadece veri giriş-çıkış aygıtı olarak işlev görmekteydi. Kendi üzerinde işlemcisi olmayan bu bilgisayar sistemleri terminal olarak adlandırılmaktaydı. • Bir süre sonra bu ana bilgisayarlar arasında veri paylaşımı yapılması fikri ortaya çıkmıştır ancak bu bilgisayar sistemleri genellikle birbirinden binlerce kilometre uzaktaydılar. Aynı bina içinde bulunan bilgisayarlar ise farklı mimaride cihazlar oldukları için uyum sağlamıyorlardı. Gerçek ağlar kurulmadan çok önce iki farklı sistemin verilerinin nasıl paylaşılabileceği düşüncesi ortaya çıkmıştır. • Pratik anlamda farklı işletim sistemlerine sahip bilgisayarlar arasındaki ilk ağın ARPANET olduğu kabul edilmektedir. ARPANET, 1958 yılında yüksek teknoloji projeleri üretmek amacıyla kurulmuş olan ARPA (Advanced Research Projects Agency-İleri Araştırma Projeleri Ajansı) isimli kurum tarafından kurulmuştur. • Hawaii Üniversitesi 1960’lı yılların sonlarında kampüsün değişik noktalarına yayılmış olan bilgisayarları birbirine bağlamak amacıyla ALOHA adını verdiği bir geniş ağ kurmuştur. • 1972 yılına gelindiğinde XEROX firması deneysel amaçlı ilk ethernet kartını üreterek 1975 yılında ilk ethernet ürününü piyasaya sürmüştür. Ethernet, yerel iletişim ağı altında sistemleri birbirine bağlayan bir tür kablolama ve sinyalleşme biçimidir. Bu ürünün orijinal versiyonu 2.95 Mbps hızında 1 km kablo ile 100 den fazla bilgisayarı birbirine bağlamak üzere tasarlanmıştır. Bu standart bugün kabul gören diğer standartların da temelini oluşturmaktadır.
Bilgisayar ağlarının temellerinin atıldığı bu çalışmaları inceledikten sonra şimdi de ağlarla ilgili önemli terimleri ve kavramları öğrenmek yararlı olacaktır:
• Sunucu-İstemci Bilgisayarlar: Bağlantının nasıl kurulduğuna bağlı olarak farklı ağ yapıları bulunmaktadır. Ağdaki tüm bilgisayarların eşit düzeyde olduğu ağlarda (eşler arası ağ-peer to peer network) hiçbir cihazın birbirine üstünlüğü yoktur ve ana bilgisayar bulunmaz. Bu tür ağlarda bilgisayarlar arasında dosya paylaşımı yapılabilir, veri aktarımı sağlanabilir, birlikte oyun oynanabilir, yazıcı, tarayıcı gibi donanımlar ortak kullanılabilir. Güçlü bir ana bilgisayarın bulunduğu ağlarda (server based-sunucu tabanlı) sunucu/istemci bilgisayar ağı mimarisi kullanılmaktadır. • IP Adresi: İnternette iki bilgisayarın haberleşmesi için IP (Internet Protocol Address)
adresine ihtiyaç duyulmaktadır. İnternete bağlanan her bilgisayara internet servis sağlayıcısı tarafından bir IP adresi atanır ve internetteki diğer bilgisayarlarla bu adres ile haberleşir. IP adresleri IPv4 için 32 bit boyunda olup noktalarla ayrılmış 196.132.22.5 şeklinde 4 adet 8 bitlik sayıyla gösterilir. • MAC Adresi: Bir bilgisayar ağında, cihazın ağ donanımını tanımaya yarar. MAC (media access control) adresi donanıma bağlı ve eşsiz bir adresken IP adresi ise bulunduğu ağa göre değişiklik gösteren bir adreslemedir. MAC adresi, benzersiz bir seri numarasıdır ve imalat sırasında her ağ aygıtı için atanır. Her bilgisayarın modeminin ve ağ kartının kendine özel birer MAC adresi vardır. • Port: Bir bilgisayarla dış aygıtlar arasındaki kablo ile iletişimi sağlayan veri kanalıdır. Bir başka ifadeyle ağdaki donanımların üzerinde bağlantı yapılmasına yarayan bağlantı noktalarıdır. Portlar, seri (COM) ve paralel (LPT) olmak üzere iki temel kısımda incelenir. • Ethernet: Yerel ağlar için kullanılan bir bilgisayar ağı standardıdır. OSI ağ modelinin fiziksel katmanında bilgisayarlar arasındaki veri transferinin nasıl gerçekleştirileceğine dair işlemleri tanımlar. Ethernet IEEE 802.3 olarak standartlaştırılmıştır. Token Ring, FDDI ve ARCNET gibi diğer muadil ağ teknolojilerinin yerini alarak 1980’li yıllardan günümüze kadar kullanılagelmiştir. • Fiber: Ses, görsel, hareketli görüntü gibi verilerin aktarımını yapmak üzere çeşitli özelliklerde kablolar kullanılmaktadır. Fiber optik kablolar bir sinyali iletmek üzere elektrik akımı yerine ışığı kullanan iletim araçlarıdır. Bu kablolarda ışığı yönlendirebilen plastik ya da cam fiberler kullanılmıştır. • Kablosuz Ağ Bağlantı Türleri: Kablosuz yerel ağ, kablolu iletişime alternatif olarak uygulanan Radyo Frekansı (RF) teknolojisini kullanarak havadan bilgi alışverişi yapan esnek bir iletişim sistemidir. Alıcı ve verici cihaz, 3 Hz ile 300 Ghz aralığındaki frekansta elektromanyetik dalgalar gönderir. Böylece iki cihaz arasında haberleşme sağlanır. • NIC (Network Interface Controller): Ağ arabirim kartları; bir ağda yer alan sunucu, istemci, tarayıcı, yazıcı gibi donanımların ağa bağlanmasını sağlayan donanımlardır. Ağ adaptörü ya da ağ kartı olarak da adlandırılan ağ arabirim kartları aracılığıyla ağda yer alan donanımlar sinyaller alıp göndererek haberleşir. • Modem: Bilgisayarın telefon hatlarını kullanarak bilgi alıp vermesi, haberleşmesini sağlayan cihazdır. “Modulator” ve “Demodulator” kelimelerinin birleşiminden üretilmiştir. Modem,
bilgisayarları internete bağlayan aygıttır. Modemin modülatör kısmı, giden bilgiyi analog sinyallerine dönüştürür. Demodülatör kısmı da gelen analog sinyalleri cihazların anlayabileceği dijital hâle getirir. • HUB: Eğer iletişim ağımızda iki bilgisayarımız varsa bu bilgisayarları herhangi bir ek donanıma ihtiyaç duymadan bir kablo ile birbirine bağlayabilir, haberleşmesini sağlayabiliriz ancak ikiden fazla bilgisayarın olduğu ağ yapısında bilgisayar, yazıcı, tarayıcı gibi donanımı birbirine bağlamak için ek bir donanıma ihtiyaç duyulur. Bu donanımlardan biri Hub adı verilen cihazlardır. Hub; üzerinde bilgisayarların bağlanacağı portların bulunduğu, birimleri birbirine bağlayan merkez konumundadır. • Köprü (Bridge): Farklı fiziksel özelliklere sahip olan ağları birbirine bağlayarak veri aktarımı kurulmasını sağlayan cihazlara Köprü adı verilir. Birbirine bağlanan ağlar tek bir ağ yapısına dönüşerek harici disk, yazıcı, tarayıcı gibi donanımların ortak kullanılması sağlanır. • Yönlendirici (Router): Bu cihazlar köprü ile aynı görevi yapmaktadır; yani ağları birbirine bağlama görevini üstlenmektedir. • Güvenlik Duvarı (Firewall): Ağın içinden ya da dışından gelebilecek tehlikelere karşı güvenlik amacıyla kullanılan donanım birimidir. Ağdaki erişim yetkilerinin düzenlenmesinde görev yapar. Böylece hangi bilgisayarların nerelere erişebileceği, nelere kısıtlama getirileceği gibi bilgiler Firewall tarafından belirlenir. • Düğüm (Node): Ağdaki veri gönderebilen, alabilen, iletebilen her bir cihaz düğüm olarak adlandırılmaktadır. Bilgisayar, hub, köprü, switch, sunucu, yazıcı gibi ağdaki tüm cihazlar bir düğümdür.
Ağ Türleri
Bilgisayar ağlarını büyüklüklerine göre değerlendirdiğimizde dört türde ağ yapısı olduğunu görmekteyiz: Küçükten büyüğe doğru
• PAN (Personal Area Network • LAN (Local Area Network • MAN (Metropolitan Area Network • WAN (Wide Area Network
Büyüklüklerinin yanı sıra, farklı işlevler için kullanılan ağ türleri de bulunmaktadır:
• VPN (Virtual Private Network) • CAN (Campus Area Network) • SAN (Storage Area Network) • CDN (Content Delivery Network)
İletişim Teknolojileri
Bilgisayar ağlarında verilerin güvenli bir şekilde taşınması çok önemlidir. Veri iletiminde kaynak, kanal ve alıcı
olmak üzere üç öge bulunur. Kaynak ve alıcı ağdaki iki düğümdür. Kanal ise bu iki düğüm arasında verinin taşınacağı iletim ortamıdır. Veriler, kablolarla elektriksel sinyaller; fiber optik kablolarla ışıklar ve kablosuz ortamlarda radyo, kızılötesi gibi elektromanyetik dalgalar hâlinde iletilmektedir. Sinyaller analog ve dijital olabilir ve kodlanarak elektrik ya da elektromanyetik dalgalar hâlinde aktarılır. Analog sinyallerin gücü Volt, frekansı ise Hertz (Hz) cinsinden ifade edilmektedir. Analog veri iletişimine örnek vermek gerekirse telefon hatları üzerinden internet erişimi sağlayan Çevirmeli Ağ (Dial- Up) teknolojisinden bahsedebiliriz. Diğer yandan dijital sinyaller ikili sayı sistemi şeklinde ifade edilir. Günümüzde ağ teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte dijital veri iletişiminin sağlandığı ağların kullanımı yaygınlaşmıştır. İnternet erişiminin ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) dijital ağ teknolojisi ile sağlanması bunun bir örneğidir.
Bir iletişim ağında tek bir kaynak ve alıcı arasında iletişim kurulabileceği gibi aynı anda bir kaynaktan birçok alıcıya da veri aktarımı yapılabilir. Örneğin, ağdaki bir bilgisayar diğer bir bilgisayara veri gönderdiğinde tek yöne yayın (unicast) yöntemiyle iletişim kurulur. Ağın sunucu bilgisayarı ağdaki bir grup bilgisayarla haberleşmek istediğinde çok yöne yayın (multicast) yöntemi, ağdaki tüm bilgisayarlara veri göndermek istediğinde her yöne yayın (broadcast) yöntemi kullanılır. Diğer yandan veri iletiminde tek yönlü (simplex), yarı çift yönlü (half dublex) ve tam çift yönlü (full dublex) olmak üzere üç farklı kanal türü kullanılmaktadır.
Topoloji, bir ağ üzerindeki bilgisayarların ve diğer donanımların birbirine nasıl bağlanacağını, bu cihazların veri aktarımını nasıl yapacağını ve veri alışverişinde hangi kanalları kullanacağını ifade etmektedir. Topolojinin belirlenmesinde bağlantı kuracak bilgisayarların sayısı, veri transfer hızı, ağ güvenliği, yeniden düzenlenebilir olma gibi unsurlar dikkate alınmalıdır. Cihazların nasıl bağlanacağı fiziksel topoloji (Veri Yolu, Yıldız, Halka, Ağaç ve Örgü topolojileridir) olarak, veri alışverişinin nasıl yapılacağı ise mantıksal topoloji (Yayın ve Jetonlu Geçiş, bilgisayar ağlarındaki mantıksal topolojiler) olarak adlandırılmaktadır.
Topoloji yapıları şunlardır:
§ Veri Yolu (Bus) Topolojisi § Yıldız (Star) Topolojisi § Halka (Ring) Topolojisi § Ağaç (Tree) Topolojisi § Örgü (Mesh) Topolojisi § Yayın (Broadcast) Topolojisi § Jetonlu Geçiş (Token Passing) Topolojisi
Ağ protokolleri, bilgisayar ağlarındaki veri iletiminin gerçekleştirilmesinde kullanılan kuralları ifade etmektedir. Bu kurallar verinin nasıl paketleneceğini, nasıl iletileceğini ve olası hata denetiminin nasıl yapılacağını belirlemektedir. Yazılım, donanım ya da her
ikisi tarafından uygulanan protokoller standart olarak kabul görmüştür.
Ağ protokolleri başlangıçta belli bir standarda dayanmadan, bilgisayar donanımlarına bağlı olarak geliştirilmiştir. Ortak bir ilke olmadığı için bu durum ağ yazılımlarının geliştirilmesinde sorunlar yaşanmasına neden olmuştur. Ağ iletişiminin bir düzen içerisinde gerçekleşmesini sağlamak üzere Uluslararası Standartlar Örgütü (International Standards Organization-ISO) tarafından OSI Referans Modeli önerilmiştir:
• OSI Referans Modeli (Open Systems Interconnection): OSI referans modeli donanım ve yazılımdan bağımsız bir şekilde tasarlanmıştır ve katmanlı bir yapıya sahiptir. Katmanlı yapı oluşturmanın amacı, işlem adımlarını gruplayarak birbirinden bağımsız hâle getirilmesini sağlamaktır. Fiziksel, veri bağlantısı, ağ, taşıma/iletim, oturum, sunum, uygulama olmak üzere yedi katmandan oluşur. • Fiziksel Katman: Bu katman, veri bağlantısının elektriksel ve fiziksel özelliklerini tanımlamakla birlikte bir cihaz ile cihazın fiziksel aktarım aracı arasındaki ilişkiyi belirler. Tek yönlü, yarı çift yönlü, tam çift yönlü modlardan birini seçerek aktarım kanallarını tanımlar. Ağ topolojilerini belirler. Bitlerin çözümlenmesi sağlanır. Çözülen bitlerin, dijital ya da analog sinyal hâlinde gönderileceğinin kararı verilir. Bu katman çoğunlukla ham veriyle ilgilenir. ISDN ve DSL bu katmanda çalışan protokoller arasında yer alır. • Veri Bağlantısı Katmanı: Bu katmanın görevi; fiziksel katmandan gelen verinin kontrolünü yapmak, verinin gönderileceği bilgisayarı tanımlamak ve veri aktarımında kablo kullanılıp kullanılmadığını belirlemektir. Veri bağlantısı katmanı, fiziksel olarak bağlı iki bilgisayar arasında bağlantı kurmayı ve bu bağlantıyı sonlandırmayı sağlayan protokolü tanımlar. • Ağ Katmanı: Verinin kaynaktan hedefe ulaşması için takip edeceği yolun bulunması bu katmanın görevidir. Bir başka deyişle katmanın görevi adresleme ve yönlendirmedir. Ağ katmanı, verilerin bir ağ bileşeninden aynı ağa bağlı başka bir ağ bileşenine aktarımını sağlar. Mantıksal ağ adresini fiziksel makine adresine çevirir. Daha önce de değindiğimiz gibi ağ, birçok donanımın bağlanabildiği bir ortamdır. • Taşıma/İletim Katmanı: Bu katmanın görevi veriyi paketlere bölerek oturum katmanına iletmek ve paketlerin hedefe hatasız bir şekilde iletilmesini sağlamaktır. Katman, kaynak tarafında oturum katmanından aldığı veriyi paketlere böler. Hedef tarafında ise gelen paketleri birleştirerek oturum katmanına iletir. Bu katmanda çalışan protokolün bağlantı temelli olması sayesinde taşıma katmanı, parçalara bölünerek gönderilmiş olan paketlerden karşı
tarafa ulaşamamış olanların yeniden gönderilmesini sağlar. Taşıma katmanı ayrıca karşı tarafa iletilen veriden sonra eğer bir hata oluşmamışsa başarı mesajı verir ve sonraki veriyi gönderir. IP (Internet Protocol) üzerine inşa edilmiş olan TCP (Transmission Control Protocol) Taşıma katmanı protokolüne örnek olarak verilebilir. • Oturum Katmanı: Oturum katmanı kaynak ve hedef bilgisayarlar arasında oturumlar kurulmasını, bu oturumların sürdürülmesini, yönetilmesini ve sonlandırılmasını sağlar. İletişimin kopması durumunda oturumun devam etmesi için eş zamanlama bilgileri tutulur. Diğer bir deyişle bilgisayarlar arasındaki senkronizasyondan da sorumludur. Oturumlar tek ya da çift yönlü kurulabilir. Bu katman ayrıca mesajlaşma kurallarından sorumludur. • Sunum Katmanı: Bu katman, diğer katmanlardan farklı olarak verinin sağlıklı bir şekilde iletilmesinden ziyade verinin söz dizimi ile ilgilenir. Bu katmanda iletilecek verinin yapısı ifade edilir. Veri karakter şeklinde ifade edilecekse EBCDIC, ASCII gibi hangi formatın kullanılacağını belirtmek ya da format dönüşümlerini yapmak bu katmanın görevidir. Diğer yandan uygulamaya bağlı olarak verinin sıkıştırılması/açılması, şifrelenmesi/çözülmesi de yine bu katmanda yapılır. Bu katman veriyi biçimlendirip şifreleyerek ağda gönderilmesini sağlar. Bu yüzden bu katmana sözdizim (syntax) katmanı da denir. • Uygulama Katmanı: OSI referans modelinin en üst katmanı olan bu katman, uygulama protokolleri yardımı ile ağa erişmek için gerekli altyapıyı sağlar. Bu katmandaki tüm işlemler uygulamaya özgüdür. Uygulama yazılımları bu katmanda çalışan protokolleri kullanmaktadır. HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), Telnet, FTP (File Transfer Protocol) gibi protokoller bu katmanda çalışır. • TCP/IP Referans Modeli: Bir diğer referans modeli TCP/IP’dir. TCP/IP internetin altyapısını oluşturan protokoller grubudur. ARPANET ile heterojen ağların oluşturduğu bir ortamda kesintisiz bir bağlantı oluşturmak amaçlanmıştı. Bazı hatların kopması ya da düğümlerin bozulması sonrasında bile alternatif yolların bulunarak bağlantıların devamlılığını sağlamak hedeflenmişti. Bütün bunları sağlayabilmek için ARPANET, TCP/IP referans modeli temel alınarak tasarlandı. • Düğümden Ağa Katmanı: Modelin en alt katmanıdır. Bu katmanın görevi düğüm ile ağ arasında IP paketlerini gönderecek bağlantının kurulması ve ilgili protokolü devreye sokmaktır. Bu katmanda çalışan yazılımlar ağın özelliğine
bağlı olarak değişir. Ethernet, Token Ring, ATM ve FDDI protokolleri bu katmanda çalışır. • Ethernet Protokolü: Bu protokol, verinin fiziksel ortama aktarılırken uyulması gereken kuralları düzenlemektedir. Bir ağda birden fazla bilgisayar aynı anda veri göndermeye çalıştığında çarpışmalar meydana gelir. Bu çarpışmalar verinin bozulmasına neden olur. Ethernet protokolü, çarpışmaları en az indirerek verinin sağlıklı bir şekilde iletilmesini sağlamak üzere veriyi paketler hâlinde göndermektedir. • Token Ring Protokolü: Bu protokol halka topolojisinde çalışmaktadır. Ağda bir bilgisayardan diğer bilgisayara aktarılarak tüm ağı dolaşmış olduğu bilgisine bakılarak iletilen yapıya sahiptir. Bilgisayarlardan hiçbiri veri göndermiyorken özel bir çerçeve verisi ağda dolaşır. Bir bilgisayar veri göndermek istediğinde çerçeve yapısını kendisine alır, veriyi içine yerleştirir ve gönderir. Veri hedefe ulaştığında çerçeve yapısı ağa iletim ortamına tekrar bırakılır. Ağda çakışma yaşanmaması ve verinin korunması amacıyla tek bir çerçeve bulunur. • FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Protokolü: Tıpkı Token Ring gibi halka topolojisinde çalışan bir protokoldür. Farklı olarak ağda birden fazla çerçeve bulunarak daha büyük veri aktarım kapasitesine sahiptir. Özellikle yüksek hızdaki veri aktarımında görev yapar ve fiber optik kabloları kullanır. • İnternet Katmanı: Verinin ağda ilerleyeceği yolu belirlemek amacıyla kullanılan algoritmaların düzenlendiği katmandır. Bu katmanda IP, ARP gibi protokoller yer alır. • İnternet Protokolü (IP): TCP/IP referans modelinin en önemli protokollerinden biridir. Bu protokol, ağda bilgisayarların adreslemesinden sorumludur. Bunun yanında verinin paketlere ayrılması, alıcıya yönlendirilmesi, ağdaki trafiğin yönetilmesi ve veri hedefe ulaştığında paketlerin birleştirilmesi görevlerini üstlenir. • Taşıma Katmanı: Bu katman, ağdaki bilgisayarlarda çalışan uygulamaların birbiriyle haberleşmesinden sorumludur. TCP ve UDP (User Datagram Protocol) protokolleri bu katmanda çalışmaktadır. • TCP Protokolü: IP protokolü gibi TCP/IP referans modelinin en önemli protokollerinden biridir. Bu protokol verinin parçalara bölünmesi, her bir veri paketinin alıcı tarafından sıraya koyulabilmesi amacıyla numaralandırılması, verinin gönderilmesi, hatalı gönderim olduğunda gönderim işleminin ulaşana kadar tekrarlanması işlevlerini yerine getirir. Böylece verinin hedefe ulaşması garanti edilmiş olur.
• UDP Protokolü: TCP protokolünden farklı ola rak veride hata kontrolü ve tekrar gönderim yapılmamaktadır. Verinin ulaşma garantisi olmaması nedeniyle güvenilir olmayan bir veri iletim protokolüdür. Aktarım sırasında hata olduğunda veri kayıpları yaşanabilir. Altyapısı oldukça iyi olan ve hızın önemli olduğu ağlarda kullanılmaktadır. • Uygulama Katmanı: Ağa erişmede kullanılan uygulama protokolleri uygulama katmanında çalışmaktadır. FTP, HTTP, DHCP gibi protokoller bu katmanda yer alır. • FTP: Bilgisayar ağında dosya alışverişi yapmak üzere oluşturulmuş bir protokoldür. Dosya alışverişi FTP programları kullanılarak yapılabileceği gibi internet tarayıcısı üzerinden de gerçekleştirilebilir. Genellikle ağdaki kullanıcı bilgileri ile erişilen güvenlikli bir paylaşım alanıdır. • HTTP: Web sitelerinin görüntülenmesi ile ilgili kuralları içeren protokoldür. Web sayfalarının çağrılması, sunucu bilgisayardan istemci bilgisayara görüntülenmesi sürecindeki işlemler bu protokol tarafından düzenlenir. İstemci bilgisayar internet tarayıcısı aracılığıyla sunucuya istek gönderir, sunucudan gelen yanıt yine internet tarayıcısı uygulamalar tarafından istemciye görüntülenir. Bu süreç HTTP tarafından yönetilir. • HTTPS (HTTP Secure): ise bilgisayar ağları üzerinden güvenli iletişim için kullanılan bir HTTP uzantısıdır. HTTPS ile erişilen web sitesinin kimlik doğrulaması ile aktarılan verilerin alışverişi sırasında gizliliğin ve bütünlüğün korunması sağlanır. İstemci ve sunucu arasındaki iletişimin iki yönlü şifrelenmesi sayesinde iletişime üçüncü kişinin dahil olması engellenir. • DHCP: Küçük kapsamlı bilgisayar ağlarında bilgisayarların kimliğini ifade eden IP numaralarının elle ayarlanması kolay olabilir ancak ağın büyüklüğü arttıkça kimlik bilgilerinin çakışma olmayacak şekilde düzenlenmesi ve yönetilmesi giderek zorlaşmaktadır. DHCP bilgisayarların IP adreslerini ve haberleşmede kullanılan diğer parametreleri otomatik olarak dağıtan ve yöneten protokoldür.
Kablosuz Ağlar
Kablosuz ağlar da tıpkı kablolu ağlar gibi ortak çalışma ortamı yaratmak, veri paylaşımı yapmak, kaynakları etkin bir şekilde paylaşarak kullanmak gibi amaçlara sahiptir. Bilinen ilk kablosuz ağ, Hawaii Üniversitesinin farklı kampüsleri arasında veri alışverişi yapabilmek amacıyla kurulmuş olan ALOHANET radyo iletişim ağıdır. Kablosuz ağların nasıl çalıştığını daha iyi anlayabilmek için sahip olduğu standartları ve teknolojileri inceleyelim.
• IrDA (Infrared Data Association): Kızılötesi ışınlarla veri iletimi yapan cihazların kablosuz iletişim standartlarını ifade etmektedir. • IEEE 802.11: Mobil cihazlar arasındaki uyumun sağlanabilmesi için oluşturulmuş standartlardır. Bu standartlar ile daha fazla kullanıcı sayısına ulaşabilmek hedeflenmiştir. • Bluetooth: Kablosuz bağlantı teknolojisidir ve kısa mesafeli veri iletimini sağlamak amaçlanmaktadır. Dizüstü bilgisayarlar, tablet bilgisayarlar, cep bilgisayarları ve akıllı telefonlarda bulunmaktadır. Diğer aygıtlara bu teknolojiyi kazandırmak için Bluetooth Hub kartları kullanılır. • Kızılötesi: İnsan gözünün göremediği, uzun dalga boyuna sahip elektromanyetik ışıktır. Yakın mesafede veri iletimi sağlamak amacıyla kullanılır. Bluetooth teknolojisinin yaygınlaşmasıyla birlikte yeni nesil mobil cihazlarda artık kızılötesi veri transferi pek kullanılmamaktadır. • WI-FI: Kablosuz internet bağlantı teknolojisidir. Cep bilgisayarlarından akıllı telefonlara, tabletlerden dizüstü bilgisayarlara kadar hemen hemen tüm mobil cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hücresel mobil sistemleri, gelişim ve kullanım alanlarına göre 5 nesilde incelemek mümkündür:
Birinci Nesil: İlk kablosuz iletişim sistemi; İskandinav ülkeleriyle İngiltere, Almanya ve Fransa’da kullanılmıştır. 1. nesil sistemler (1G) adı verilen bu analog haberleşme sistemi ile yalnızca sesli iletişim sağlanmıştır.
• 1947 yılında hücresel telefon sistemlerinin ortaya çıkmasıyla birlikte sınırlı frekansta çok kullanıcılı sistemlerin yapılandırılabileceği fark edilmiştir. • 1979 yılında AT&T ve Motorola firmaları tarafından ABD’de ilk hücresel sistem olan AMPS (Advanced Mobile Phone Services- Gelişmiş Mobil Telefon Sistemi) geliştirilmiştir. Bu sistem 800-900 Megahertz frekans bandını kullanmıştır. Benzer şekilde 1985 yılında TACS (Total Access Communication System-Bütünsel Erişimli Haberleşme Sistemi) British Telecom tarafından İngiltere’de kullanıma sunulmuştur. • 1980’lerin başında analog, FM tam dubleks hücresel mobil haberleşme sistemleri kullanıma girmiştir. • 1981 yılında Avusturya, Hollanda, Fransa, Macaristan, Belçika ve Türkiye’de araç telefonu altyapısı olarak kullanılmıştır.
İkinci Nesil: Analog sistemlerin ardından kullanılan sayısal sistemlere ikinci nesil sistemler adı verilmektedir. Sayısal sistemlerin kullanılmasıyla birlikte analog sistemlerde yaşanan bazı problemlere çözüm getirilmiş, veri iletimi daha yüksek kapasitelere ulaşmış, ses kalitesi
artmıştır. Böylece frekans genişliği daha verimli kullanılmaya başlanmıştır. 90’larda sayısal mobil iletişim sistemleri kurulmaya başlandığında dört yeni standart ortaya çıkmıştır. Bunlar, Avrupa’da CEPT (Conference on European Post and Telecommunications Standards Institute-Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü) bünyesine aktarılan GSM, CDMA, TDMA ve PDC’dir. Bu standartlardan en hızlı yaygınlaşan ve en yaygın kullanılan GSM’dir. Türkiye’de 1994’de kurulan sayısal mobil iletişim ağlarında bu standart kullanılmıştır. İkinci nesil sistemler ABD’de PCS (Personal Communication Services-Kişisel İletişim Servisleri) olarak ifade edilir ve bu dönemde CDMA, TDMA ile GSM olmak üzere üç standart kullanılmıştır.
2,5 Nesil: GSM sistemi çok yaygın olmasına rağmen ses iletişimine ağırlıklı bir teknoloji olup yeteri kadar görüntü iletimi gerçekleştirememektedir. Bunun sonucu olarak ilerleyen yıllarda 2,5 nesil teknolojilerin ortaya çıkması gündeme gelmiştir. 2,5 nesil sistemler ikinci nesil ile üçüncü nesil arasında bir geçiş sistemidir. Bu dönemde GSM sistemi üzerine HSCSD, GPRS ve EDGE gibi teknolojiler geliştirilmiştir.
Üçüncü Nesil: İkinci nesil iletişim sistemleri; ses aktarımının yanı sıra veri aktarımı, mesaj alışverişi gibi hizmetlere de olanak sağlamasına rağmen artan hızlı haberleşme ihtiyacı ve çoklu ortam uygulamalarının yaygınlaşması, üçüncü nesil haberleşme sistemlerinin ortaya çıkmasına neden olmuştur. 3G olarak da adlandırılan üçüncü nesil sistemler, aşağıdaki özellikleri desteklemektedir:
• Simetrik ve asimetrik veri iletimi gerçekleştirilebilir. • Daha iyi ses kalitesi elde edilebilir. • Daha büyük kapasiteli ve geliştirilmiş frekans kullanımı gerçekleştirilebilir. • Çoklu ortam hizmetleri kullanılabilir. • Paket bağlantılı hizmetler ve gerçek zamanlı görüntü aktarımı sağlanabilir.
Dördüncü Nesil: Dördüncü nesil sistemler ile tamamen IP tabanlı, kablolu ya da kablosuz iletişim kurulmaktadır. Bu sistemler ile herhangi bir zamanda herhangi bir yerde, her türlü ağ iletişiminin sağlanması hedeflenmiştir. 4G ile hareketli aygıtların 100Mbps, sabit aygıtların ise 1Gbps veri iletim kapasitesine sahip olması öngörülmüştür. Dördüncü nesil sistemler WiMax, WiBro ve LTE standartlarını desteklemektedir.
Beşinci Nesil: Beşinci nesil mobil haberleşme teknolojisi olan 5G ile mobil iletişimi hayatın her alanına taşıyarak nesnelere haberleşme yeteneği kazandırmak hedeflenmektedir. 5G ile yüksek iletişim hızı ve nesnelerin interneti kavramı öne çıkmaktadır. Nesnelerin İnterneti (Internet of Things-IoT) birbirine bağlı akıllı cihazların oluşturduğu iletişim ağıdır.
Ağ Güvenliği
Ağ güvenliğini sağlamada verilerin ve ağ kaynaklarının korunması gerekir. Haberleşme, bankacılık hizmetleri, sosyal ağ kullanımları gibi birçok alanda kişisel veriler bilgisayar ağına bağlı olan bilgisayarlar aracılığıyla internet ortamında paylaşılmaktadır. Bununla birlikte yazışmalar, belgeler, raporlar gibi kurumsal dokümanlar da yine ağ ortamında kullanılmaktadır. İster kişisel ister kurumsal amaçlı olsun bilgisayar ağında güvenliğin sağlanabilmesi için ağda bulunan tüm verilerin gizliliğinin korunması, erişilebilirliğinin kontrol altında tutulması gerekir. Ağ güvenliği kurum itibarının sağlanması açısından da büyük önem taşımaktadır. Bilgisayar ağlarında güvenliği tehdit edebilecek unsurlar şunlardı:
• Bilgi ve Kimlik Hırsızlığı • Veri Kaybı • Casus Yazılımlar • Çalışma Engelleyici Saldırılar • Parola Ele Geçirme Saldırıları • İstenmeyen e-Posta • Virüsler • Truva Atları
Çalışma ağının güvenliğini sağlamada uygulanacak stratejiler titizlikle belirlenmelidir:
• Bilgisayar ağı, olabilecek en sade yapıda tasarlanmalıdır. • Korumak amacıyla seçilecek ürün ve yöntem çeşitliliği de önemli bir rol oynar. • Ağdaki kullanıcı yetkileri görev tanımlarına yetecek kapsamda ayarlanmalıdır. • Düzenli aralıklarla verileri yedekleme işlemi ile hem saldırılara hem de yangın, sel, deprem gibi doğal afetlerde veri kaybının önüne geçilebilir.
Ağ güvenliğini sağlamada kullanılabilecek teknolojileri aşağıda verilmiştir:
• Antivirüs Yazılımları: Zarar vermek üzere hazırlanan virüs yazılımlarının bilgisayara yerleşmesini önlemek ya da var olanları temizlemek amacıyla üretilen yazılımlardır. • VPN (Virtual Private Network-Sanal Özel Ağ): Uzaktan erişim yoluyla farklı ağlara bağlanmayı sağlayan şifreli iletişim teknolojisidir. • Güvenlik Duvarları: Bilgisayar ağlarını belirli kriterlere göre filtreleyerek dışarıdan gelebilecek saldırılara karşı koruyan sistemlerdir.