BİLGİSAYAR AĞLARI
Bilgisayar ve bilgisayarın bir üyesi olduğu sayısal sistemlerde bulunan elemanların / cihazların (en az iki tane)
bilgiyi ve kaynakları paylaşmak amacıyla belirli kurallar içerisinde birbirlerine bağlanmaları ile oluşan yapılar /
sistemler, 'bilgisayar ağı' (computer network) olarak isimlendirilir. Bahsedilen aygıtları birbirine bağlamak için
bakır kablo, mikrodalga, fiber optik veya iletişim uyduları kullanılır.
Üniversitelerde kurulan çalışma gruplarının yanısıra, birçok özel şirket ve devlet kuruluşlarının konuya el atması
sonucu 1969 yılında Amerikan Savunma Bakanlığınca ARPANET kurulmuştur. Adını ''Advanced Research Projects
Agency'' isminin baş harflerinden alan ARPANET, bir ana sistem ve ona bağlı çok sayıda bilgisayarlardan
oluşmaktaydı. Günümüzde çok değişik alanlarda, farklı amaçlarda kullanılan bilgisayar ağlarının kurulma
nedenlerini ve avantajlarını aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.
" Programların ve dosyaların paylaşımı: Birçok programın ağ uyarlamalarının alınması, o programın ayrı
ayrı alınmasından daha ekonomiktir. Ağ yapısını kullanılması ile ana makineye alınan bir programla birçok kişi
aynı anda programı kullanabilmektedir.
" Ağ kaynaklarının paylaşımı: Ağ üzerinde herhangi bir yerde bulunan yazılımlar, donanımlar (yazıcılar,
çiziciler, CD sürücüler, sabit diskler v.b) ve bilgiler ağa bağlı birimler tarafından ortak kullanılabilir.
" Bir çalışma grubunun oluşturulması: Bir bölüm yada bir proje grubu, çalışma grubu olarak
tanımlanabilir. Bir gruba dahil olan bir kullanıcı, o grubun bütün kaynaklarını kullanabilir. Grup üyeleri bir çalışma
planı ile işleri bölüşüp, daha sonra yapılan işler birleştirilebilir.
" Merkezi yönetim: Ağ sayesinde bütünleşme birim içinde tutarlı bir uyumu sağlar. Merkezi yönetim, birim
içinde güvenlik sağlar ve yedekleme gibi işleri daha kolay yapar.
" Güvenirlik: Ağ içerisinde bulunan ve önem arz eden bilgilerin 'sunucu' yapısındaki özel birimlerde (arıza riski
düşük ve yedekleme yeteneğine sahip) sistemler üzerinde tutulması ile işin devamlılığı sağlanabilir ve bilgi
kayıpları azaltılabilir.
" Maliyetin Düşürülmesi: Maliyeti çok yüksek ve yüksek işlem gücüne sahip sistemlerin / bilgisayarların
kapasiteleri ve yetenekleri, ağda bulunan daha küçük kapasiteli ve daha ucuza alınabilen sistemler / bilgisayarlar
tarafından kullanılabilir.
" Ölçeklenebilirlik : Sistemin kapsamını ve kapasitesini / yeteneklerini genişletmek / geliştirmek için yeni
eklemeler yapılabilir ve sistemin performansı artırılabilir.
" Güvenlik: Ağ yazılımları izinsiz kullanıcıların erişimini engelleyebilir. Ağa yeni kullanıcı eklenebilir yada
kullanıcılara çeşitli haklar ve kısıtlamalar getirilebilir.
" İletişim ve Elektronik posta: Elektronik posta, video konferans ve karşılıklı konuşma servisleri ile iletişim
imkanları genişletilebilir. Kullanıcılar kolaylıkla birbirleriyle iletişim kurabilirler. Ağ içerisinde kullanıcılar birbirlerine
mesaj ve doküman gönderebilirler.
" Çok uzak noktalardaki kaynaklara / bilgilere erişmek: Uzak noktadaki bilgisayarlara / kaynaklara
kolaylıkla ulaşabilir ve arzu edilen bilgiler toplanabilir. Bu özellik yardımıyla ücretsiz kullanıma açık programların
transferi yapılarak bu programlar kullanılabilir. Ayrıca İnternet gibi dünyaya açılan bir ağa bağlanarak tartışma
grupları, elektronik posta, elektronik ticaret, www, ftp, vb. birçok hizmetten faydalanılabilir.
------ Çok farklı alanlarda değişik amaçlar için kullanılan bilgisayar ağlarının uygulama alanları, aşağıda sıralanan
gruplar altında özetlenebilir:
" Ofis otomasyonu.
" Fabrika otomasyonu.
" Eğitim.
" Bilgisayar destekli tasarım.
" Evrensel bağlanabilirlik (INTERNET).
------ Bir ağı oluşturan elemanların dağıldıkları toplam alan, ağın yayıldığı coğrafik sınırları belirler. Bilgisayar
ağları, yayıldıkları alana göre üç gruba ayrılır:
¢ Yerel Alan Ağlar (Local Area Networks - LAN).
¢ Şehirsel Alan Ağlar (Metropolitan Area Networks - MAN).
¢ Geniş Alan Ağlar (Wide Area Networks - WAN).
------ Ağı oluşturan elemanların birbirleri ile ilişkileri.'ağ mimarisi' olarak isimlendirilen olgu ile tanımlanır. Ağ
mimarisi üç farklı yapıda oluşturulabilir:
¢ Terminal/ Sunucu mimarisi.
¢ İstemci/ Sunucu mimarisi.
¢ Yayınlamalı (Broadcast) mimari
------- Bilgilerin iki uç nokta arasında iletiminde iki türlü iletişim tekniği kullanılır:
¢ Paralel iletişim.
¢ Seri iletişim.
------- Sayısal değerler (0 veya 1) şekline dönüştürülen bilginin bit-bit gönderilebilmesi 'seri iletişim' (seri bilgi
iletimi), çok sayıda bitin aynı anda gönderilmesi ise 'paralel iletişim' (paralel bilgi iletimi) olarak adlandırılır.
Bilgilerin seri olarak iletilmesi sırasında, verici ve alıcı konumundaki elemanların bilgiye ve birbirlerine karşı
davranışları, 'iletişim tekniği' olarak adlandırılır. Bilgisayar ağlarında kullanılan seri bilgi iletiminde iletişim
teknikleri üç grup şeklinde sınıflandırılabilir.
¢ Asenkron İletişim,
¢ Senkron İletişim,
¢ Isenkron İletişim.
Bilgisayar ağını oluşturan elemanların / birimlerin fiziksel veya mantıksal bağlantı ile oluşturdukları yapılar,
'topoloji' olarak isimlendirilir. Bilgisayar ağlarında çok çeşitli topolojiler oluşsa da yaygın olarak kullanılan beş çeşit
topoloji bulunmaktadır:
¢ Doğrusal (BUS) Topoloji,
¢ Yıldız (STAR) Topoloji,
¢ Ağaç (RING) Topoloji,
¢ Halka (TREE) Topoloji,
¢ Karmaşık (MESH) Topoloji.
Kablolu iletişim ağlarında kullanılan ve yukarıda sıralanan topolojilerden yalnızca 'yıldız' ve 'karmaşık' topolojiler
kablosuz ağ ortamında kullanılmaktadır.
------- Ağlarla ilgili standartlar iki farklı yöntemle oluşturulmaktadır: Firmaların ürettikleri ürünlerin referans
alınması ile veya konu ile ilgili komisyonlar oluşturularak çalışmalar yapılması ile: Bu durumda ortaya iki farklı
standart grubu çıkmaktadır.
¢ DeFacto standartlar,
¢ Dejuri standartlar.
------- 'DeFacto' standartlara örnek olarak IBM ve UNIX tarafından geliştirilen standartlar gösterilebilir. Komisyon
oluşturulup, komisyon çalışmaları sonucunda ağ standardı sonucunda geliştirilen kurumlara örnek olarak: CCITT,
IEEE, ISO, ITU,vb organizasyonlar verilebilir.
------- İletim ortamı, ağ aygıtları arasında bilgiyi transfer etmek için bir hizmet (yol) sağlar. Diğer bir deyişle, ağ
içerinde sinyallerin iletimi için kullanılan kablolar ve diğer taşıyıcılar, 'iletim ortamı' olarak isimlendirilir. İletim
ortamı olarak iki farklı ortam kullanılır.
¢ Kablo kullanılarak iletim - Kablolu iletim,
¢ Hava kullanılarak iletim - Kablosuz iletim.
------- Kablosuz iletim ortamında, iletişim de bulunacak elemanların alıcı verici olarak çalışma durumuna göre iki
farklı yöntem ortaya çıkar:
¢ Çift yönlü - karşılıklı haberleşme,
¢ Tek yönlü haberleşme.
-------- Gerek tek gerekse çift yönlü iletişimin sağlanabilmesi için kullanılan sinyallerin frekansları üç farklı frekans
bandı şeklinde gruplandırılabilir:
¢ RF dalgaları,
¢ Mikro dalgalar,
¢ Lazer dalgaları.
-------- Bilgisayar ağlarında sinyallerin çok yüksek hızlarda ve yüksek güvenirlilik ile iletilmesi ihtiyacı, bu
ihtiyaçları en iyi karşılayan ortam olarak kablo kullanımının tercih edilmesini sağlamaktadır. Bilgisayar ağlarında
iletim ortamı olarak kullanılan dört çeşit kablo bulunmaktadır:
¢
¢
¢
¢
İki telli düz kablo,
Burulmuş-çift kablo,
Koaksiyel kablo,
Fiber optik.
------ Ağda iletilmek istenen ve elektriksel sinyal şekline dönüştürülen bilgilerin iletim ortamından iletilmesi
formatı, 'iletim metodu' olarak isimlendirilir ve sinyaller üç farklı iletim metodu ile iletilebilir:
¢ Taşıyıcı band (Carrier),
¢ Geniş band (Broadband),
¢ Temel band (Baseband).
------- Ağı oluşturan elemanlar arasındaki iletişimin yönetilmesi, 'ağ kontrolü' olarak tanımlanır. Üç çeşit ağ
kontrol yöntemi bulunmaktadır:
¢ Dağıtık kontrol,
¢ Merkezi kontrol,
¢ Rasgele kontrol.
------- Bilgilerin ağ üzerindeki iletiminde, iletilecek bilgi yalnızca belirlenen bir hedefe gönderilebileceği gibi, tüm
ağa yayınlanarak isteyenlerin bilgiyi alması sağlanabilir. Bilginin ağ üzerinde hedefe ulaştırılması için oluşturulan
devrede bilginin iletilme şekli, 'haberleşme tekniği' olarak isimlendirilir. İki türlü haberleşme tekniği
bulunmaktadır:
¢ Anahtarlamalı haberleşme tekniği,
¢ Yayınlamalı haberleşme tekniği.
------- Anahtarlamalı haberleşme tekniği üç farklı anahtarlama şeklinde gerçekleştirilebilir:
¢ Devre Anahtarlamalı
¢ Mesaj Anahtarlamalı
¢ Paket Anahtarlamalı.
------- Bilgisayar ağlarında iletilmek istenen bilginin iletim ortamına yerleştirilmesi, 'ortam erişim yöntemi' olarak
tanımlanır. Erişim metodu olarak mücadeleye dayalı (contetion) ve paylaşmalı (deterministik-polling) olarak iki
farklı ortam erişim yöntemi bulunmaktadır. Bu yöntemleri kullanan üç farklı yapı oluşmaktadır:
¢ Taşıyıcı Duyarlı - Çoklu Erişim (CSMA),
¢ Jeton (TOKEN),
¢ DQDB.
------- İletilmek istenen bir bilgi, göndericiden alıcıya iletim şekli 'iletim modu' olarak isimlendirilir. Üç farklı iletim
modu bulunmaktadır:
¢ Tekli iletim (unicast),
¢ Çoklu iletim (multicast),
¢ Yaymalı iletim(broadcast).
Bilgisayar ağlarında yukarıda açıklanan tanımlar / yöntemler yanında aşağıda tanımlanan temel terimler /
kavramlar kullanılır.
Düğüm (Node): Bilgisayar ağında bulunan ve iletişim için gerekli prokolün tamamını veya bir kısmını içeren tüm
elemanlar / bilgisayar ve ağ cihazlarına 'düğüm' (node) olarak isimlendirilir. Aralarında iletişim yapılan elemanlar
arasında en uçta bulunan bilgisayar ve ağ cihazları 'uç düğüm' olarak isimlendirilir.
Birlikte çalışabilme (Interoperability): Bilgisayar ağını oluşturan elemanlar / bilgisayarlar arasında bilgi
iletilmesi ve ortak işlerin yürütülmesini sağlayan etmenler 'birlikte çalışabilme' olarak isimlendirilir.
Protokol : Ağ üzerinde iletim şeklini tanımlayan ve iletim ortamının kullanım şeklini tanımlayan kurallar dizisine
'protokol' olarak isimlendirilir.
Kodlama (Coding): Ağ üzerinden iletilecek bilginin, iletim ortamından iletilecek formata dönüşebilme işlemi,
'kodlama' olarak isimlendirilir. Çok farklı kodlama teknikleri kullanılmakla birlikte; metin/veri aktarımında yaygın
olarak 'ASCII' kodlama tekniği, görüntü aktarımında ise 'bit haritası' yömtemleri kullanılır.
Baud: Seri bilgi iletiminde, sayısal işaretin aktarım hızı,'baud' birimi ile tanımlanır. Bir baud; saniyede iletilen bit
sayısı(bit per second)olarak ifade eder.
Sunucu (Server) : Ağ içerisinde bulunan bilgisayarlardan/cihazlardan daha üstün yeteneğe veya kapasiteye
sahip olan elemanlar veya cihazlar, 'sunucu' olarak isimlendirilir.
Kullanıcı / Terminal (Client): Ağ içerisinde bulunan elemanlardan veya cihazlardan düşük yeteneğe veya az
kapasiteye sahip olanlar 'kullanıcı / terminal ' olarak isimlendirilir.
------- Ağ içerisinde bulunan bilgisayarlar, ağ cihazları, arauyum ve arabağlantı elemanları birer düğümdür.
Bilgisayar gibi elemanlar 'Data Terminal Equipment-DTE' olarak isimlendirilirken, arauyum ve arabağlantı
elemanları, 'Data Circuit Equipment-DCE' olarak isimlendirilir.
------- Bilgisayar ağlarında bulunan dügümler arasında iletimi sağlayan hatlar / ortamlar / kablolar iletim ortamı
olarak, ağda bulunan elemanların oluşturduğu mimari yapı ise ağ topolojisi olarak isimlendirilir.
i-
Yerel Alan Ağlar (Local Area Networks).
ii- Şehirsel Alan Ağlar (Metropolitan Area Networks).
iii- Geniş Alan Ağlar (Wide Area Networks).
------- LAN'ın yapısına etki eden önemli faktörlerden birisi; bilgisayarlar arasında iletimi sağlayan iletim ortamıdır.
LAN'da iletim ortamı olarak; iki telli düz kablo, çift burgulu (twisted pair) kablo, kuaksiyel (coaxial) kablo ve
fiberoptik kablolar kullanılır.
------- 'Topoloji' olarak adlandırılan ve ağı oluşturan elemanların farklı şekilde bağlantısı ile oluşturulan tüm
bağlantı şekilleri LAN içerisinde kullanılmaktadır. Doğrusal topoloji, yıldız topoloji, ağaç toploji, karmaşık topoloji.
-------LAN'ları gruplandırmada kullanılan diğer bir kriter iletim metodudur. İletim metodu olarak; Broadband,
Baseband, ve Carrierband metotları kullanılır .
------- Yerel alan ağlarında iletişim, kablolu veya kablosuz olabilir. Bu tür ağlarda ortalama veri iletim hızı kablosuz
iletişim kullanıldığında 1-5 Mbit/s, UTP kablo kullanan Ethernetlerde ise 10-100 Mbit/s civarındadır. Daha yüksek
hızlara genelde gerek duyulmasa da, fiber optik altyapı ile bir kaç yüz Mbit/s gibi hızlara erişmek mümkündür.
Bilgisayarların 7-100 km çapındaki bir alanda birbiriyle bağlanmasıyla oluşan yapı, 'Şehirsel Alan Ağlar' (MAN)
olarak adlandırılır (Şekil 2). MAN'lar yüksek hızlı ağ ihtiyacı olan ve LAN'ların ihtiyaca cevap veremediği yerlerde
kullanılmaktadır. LAN'lar veri uygulamalarında kullanılırken, MAN'ların ses, veri ve resim gibi farklı trafik tiplerini
desteklemektedir. Veri transfer hızı 34-150 Mbit/sn. arasındadır.
MAN'lar bir çok uygulama alanında kullanılır. MAN'ların birbirine bağlantısı; PBX bağlantıları, sunucu-sunucu
bağlantısı, CAD/CAM uygulamaları, DQDB, D3Q, v.b protokoller ile gerçekleştirilir. DQDB protokolü IEEE 802.6
MAN standardı olarak kabul edilmiştir .
------- WAN'lar genellikle aşağıdaki alanlarda kullanılır:
" Farklı şehir ve ülkelerdeki ofislerde uzak mesafeli elektronik posta servisi.
" Uzak birimler arasında veri değişimi.
" Kuruluşlar içindeki geniş bilgi sistemlerinin ve elektronik bülten panoların kullanımı.
" Otomatik para çekme makineleriyle banka merkezlerindeki müşteri hesaplarına bağlantı.
" Kredi kontrol servislerinin otomatik satış noktalarıyla iletişimi.
" Hava yoları. otel, araba kiralama vb. için rezervasyon hizmetleri.
" Kişisel bilgisayarlar veya terminallerden merkezi veri tabanlarına ulaşım.
" Compu-serve, DIALOG ve The Source gibi, müşterilerin iş ve evlerindeki bilgisayarlara ulaştıkları ve çeşitli veri
dosyalarını kullanabildikleri bilgi servislerine erişim.
Ağda bulunan tüm bilgisayarların tek bir kablo üzerinde sıralandığı yapı 'Doğrusal veya Bus Topoloji' olarak
adlandırılır (Şekil 6). Ağda kullanılan kablo her iki yana doğru uzayarak yeni bilgisayarların bağlanmasına olanak
sağlar. Kablonun her iki ucunda sonlandırıcılar (terminatör) bulunur. Bus topolojide, kablonun herhangi bir
yerinde meydana gelebilecek arıza tüm ağın kullanım dışı kalmasına neden olabilir.
Doğrusal topolojinin avantajları olarak;
i- Güvenilir (koaksiyel) kablo kullanması,
ii- Basit ağ genişlemesi,
iii- Merkezi ağ ekipmanı (Hub v.b.) gerektirmesi,
sayılabilir.
Dezavantajları olarak ise;
i- En fazla 30 istasyonun bağlanmasına izin vermesi,
ii- Ağın uzunluğunun yaklaşık 200 metreyi geçememesi,
iii- Ağda bulunan bir node'daki arızanın tüm sistemi etkilemesi,
iv- Sistemdeki bir arızanın tespit edilmesinin zor olması,
sıralanabilir.
Ağda bulunan her bir bilgisayar, bir T konnektör (BNC) vasıtasıyla iletişim ortamına / yola bağlanır. Doğrusal
topolojide, veri paketleri doğrudan doğruya tüm ağa gönderilir. Ağdaki bilgi ile ilgili olan bilgisayar/bilgisayarlar
ağı dinleyerek kendilerine gelen paketi alır. Bu yapıda gönderilen veriler tüm bilgisayarlar tarafından dinlendiği
için ağda güvenlik sorunları baş gösterebilir.
Yıldız (Star) Topoloji
Bir bilgisayarın merkez kabul edilerek, ağda bulunan diğer bilgisayarların merkezi bilgisayar üzerinden sisteme
eklendiği yapı, 'yıldız topoloji' olarak adlandırılır (Şekil 7). Yıldız topolojisinde ağın kontrolü merkezi bilgisayar
tarafından yapılır. Bu tür ağ üzerinde, bir bilgisayar başka bir bilgisayara ulaşmak için mutlaka merkez noktadan
geçmelidir. Yıldız topolojide, bir bilgisayardan gelen veri merkezi birime ulaştırıldıktan sonra hedefe yönlendirildiği
için, diğer bilgisayarların kendilerine ait olmayan bilgileri okumaları mümkün değildir.
Yıldız topoloji kullanan yapılarda kabloda meydana gelecek herhangi bir kopma, sadece o bilgisayarın ağ ile
bağlantısını keser. Bununla beraber, merkezi bilgisayarda meydana gelecek bir arıza tüm sistemin çalışmaması
sonucunu doğurur.
Yıldız topolojinin avantajları olarak;
i - Ekonomik kurulum / kablolama yapılabilmesi,
ii- Hızlı kurulum ve kolay genişletilebilirlik özelliğine sahip olması,
iii- Anahtar (switch) veya köprü (bridge) ile genişletilebilmesi,
iv- Bağlantıda meydana gelebilecek kopukluğun tüm ağı etkilemesi,
v- Huba yapılan bağlantıların durumunu gösteren ışıklar sayesinde arıza tespitinin kolay olması,
sıralanabilir.
Yıldız topolojinin dezavantajı olarak; hub ile ağda bulunan bilgisayarlar arasındaki kablonun uzunluğunun 100
metreyi geçememesi söylenebilir.
Halka (Ring) Topoloji
Bilgisayarların bir kablo üzerinde halka oluşturacak şekilde yerleştirilmesi sonucu oluşan topoloji, 'Ring topoloji'
olarak adlandırılır (Şekil 8). Bu yapının Doğrusal topolojiden farkı, kablonun iki ucunun birleştirilmiş olması ve bu
nedenle uçlarda sonlandırıcı ihtiyaç bulunmamasıdır. Halka topoloji kullanan ağda 'token-jeton' olarak adlandırılan
bir bilgi bulunmakta ve bu bilgi (jeton) ağ içinde sürekli dönerek özel denetim kodu ile iletişimi
düzenlenmektedir. İletişim yapacak istasyon önce bilginin kendisine gelmesini bekler, bilgi geldiğinde alır ve
iletmek istediği bilgiyi hatta yerleştirir. Bu yöntem hattın aynı anda birden fazla kullanıcı tarafından kullanılmasını
önler. Bu durum, çarpışma/mücadele esasına dayanan topolojilerde (Doğrusal topoloji-Ethernet) oluşan çarpışma
durumunu ortadan kaldırır ve zaman tasarrufu sağlar.
Halka topolojide, ağda bulunan bilgisayarlar hattı eşit kullanım hakkına sahiptir ve kablo kopması sonucunda tüm
ağ devre dışı kalır.
Halka topolojinin avantajı olarak; ağdaki sinyalin her istasyonda alınıp-kuvvetlendirilmesi nedeni ile sinyal
zayıflatmasının en alt düzeyde olması söylenebilir.
Halka topolojinin sakıncası (dezavantaj) olarak ise;
i- Sistemin yönetiminin zor olması,
ii- Sistemde oluşan hataların zor saptanması,
iii- Topoloji ile, karmaşık bir yapıya sahip olan protokollerin kullanılmak zorunda olması,
sayılabilir.
Ağaç (Tree) Topoloji
Birden fazla (çok sayıda) yıldız bağlantının bir ağaç dalı şeklinde birbiriyle bağlanması şeklinde oluşan mimari,
'Ağaç topoloji' olarak isimlendirilir (Şekil 9). Bu özelliği ile hem Doğrusal topolojiyi, hem de Yıldız topolojiyi
kapsar. Bir yıldız bağlantı başka bir yıldız bağlantıyla bağlanırken, yıldız yapıdaki sisteme bağlanan bir iş
istasyonu gibi bağlanır. Diğer bir deyişle, ağaç dalları yapısındaki yıldız yapılar, omurga bir hatta bağlı yapı
oluştururlar.
Ağaç topolojinin üstünlüğü olarak; var olan bir sistemi genişletmenin çok kolay olması, dezavantajı olarak ise;
köklere yakın yerde oluşan bir arızanın sistemin çok büyük bir kısmını etkilemesi ve arızalı kısmın tespitinin zor
olması söylenebilir.
Karmaşık (Mesh) Topoloji
Karmaşık (Mesh) topoloji; her bir istasyon ile diğer istasyonlar arasında çoklu bağlantıların yapıldığı bir topolojidir
(Şekil 10). Diğer bir deyişle karmaşık topolojideki tüm istasyonlar / birimler arasında fiziksel bir bağlantı
mevcuttur. Kullanılan bağlantı sayısı n node için, n*(n-l)/2'dir. 5 kullanıcıdan fazlasının pratik olmadığı, pahalı bir
topoloji olan karmaşık topoloji bazı kullanıcılar tarafından diğer topolojilere göre daha güvenli bulunmaktadır.
Karmaşık topolojinin üstünlükleri olarak;
i- Sistemde bulunan tüm istasyonlar arasında doğrudan erişimin / bağlantının mümkün olması,
ii- Sistemin güvenli bir yapıda olması, arızalanan bir istasyonun tüm sistemi etkilememesi,
sayılabilir.
Topolojinin sakıncası olarak ise; her bir elemanın/istasyonun, kendi haricindeki tüm elemanlar ile bağlantısının
olması nedeni ile karmaşık bir yapı oluşturması ve bu oluşan yapının pratik olmaması söylenebilir.
İletim ortamı (Transmission Medium), ağ araçları / elemanları / birimleri arasında bilgi transferini sağlar. İletim
ortamı olarak kablolar veya hava kullanılabilir. Fiziksel bir ortam olan kablonun kullanılması durumunda elektrik
sinyalleri kullanılırken, havanın kullanılması durumunda elektromagnetik dalgalardan faydalanılır. Kablosuz
iletişim olarak ta isimlendirilen elektromagnetik ile ilgili konuları daha sonraki bölümlere bırakarak, ağlarda yaygın
kullanıma sahip kablo çeşitlerini genel hatları ile özetleyelim.
Terminaller (portlar), konnektörler ve kabloların bağlantısı iletim ortamını oluşturur. İletişim ortamında kullanılan
konnektör / terminal türü ve kablo çeşidi, kablo ve tesisat ürün standartları tarafından belirlenir.
Ağ içerisindeki iletişimi sağlamak amacıyla dört farklı tip kablo kullanılır:
1. İki Telli Düz Kablolar.
2. Çift Burgulu Kablolar (Twisted Pair Cables).
3. Eş Eksenli Kablolar (Koaksiyel Cables).
4. Fiber Optik Kablolar (Fiber Optic Cables).
İki Telli Düz Kablolar (Twisted Pair Cables)
Birbirinden yalıtılmış iki düz kablodan oluşan iki-telli düz kablo en basit iletişim ortamıdır. Bu tip kablolar
birbirinden en fazla 50 metre uzaklıkta bulunan ve orta hızda bit gönderim hızına sahip olan (19.2 kbps)
elemanları birbirine bağlamak için yeterlidir. İki-telli düz kablo iki bilgisayarı birbirine bağlamak için tercih
edilmese de, bilgisayarlar ile ağ cihazlarına bağlamak için (örneğin bir bilgisayarı modem'e) kullanılırlar.
Çift Burgulu Kablolar
İletkenler ikili olarak birbirlerine dolandırılmış ve üzeri izole ile kaplanmış kablo türü 'çift-burgulu kablolar' veya
'kaplanmış çift kablolar' olarak adlandırılır (Şekil 12). Çift-burgulu kablolar alçak frekanslı, kısa mesafeli iletim
hatlarında kullanılır. Yüksek frekanslarda büyük kayıplar meydana geldiğinden kullanılmazlar. Buna karşılık, çift
burgulu kablolar özellikle kısa mesafelerdeki küçük, kullanıcı sayısı sınırlı 'Yerel Alan Ağları' için ucuzluğu ve
kullanım kolaylığından dolayı yaygın olarak kullanılırlar. Bu bağlantı tipinde her bilgisayar ayrı bir hat ile bir
bağdaştırıcı cihaza (HUB, Ethernet Anahtarı, vb.) bağlanır.
Bu tür hatlar kısa mesafelerde (örneğin 100 m'den az mesafelerde) 1 Mbps hızında, daha uzak mesafelerde ise
daha düşük hızlarda kullanılırlar.
Eş eksenli - Kuaksiyel (Coaxial) Kablolar
Kuaksiyel kablolar bir dış iletken ile bir iç iletkenden meydana gelir. İç tel, tek telden yada çok telden oluşabilir. İç
iletkeni oluşturan bakır tel, iletken olmayan (yalıtkan) bir malzemeyle çevrelenmiştir. Yalıtkan malzemenin
üzerinde ise koruyucu görevi gören örgü şeklinde bakır veya aluminyum bir kabuk kaplama bulunmaktadır. Bakır
ve merkezi iletkenin aynı eksen üzerinde olması nedeni ile, 'eş eksenli' ismini almıştır. İç iletken ile dış iletken
yüksek frekansta alçak kayıplı ve iyi yalıtıcı özelliğe sahip politren gibi esnek plastik maddelerden yapılmış
yalıtkanlar ile birbirinden ayrılmıştır
Fiber Optik Kablolar
Koaksiyel kablolar, birçok ihtiyacı karşılaması ve birçok sınırlamaya (yüksek frekanslı sinyallerin gönderilebilmesi
ve gönderilebilen bit hızında önemli derecedeki artış) çözüm getirmesine rağmen, gönderilen bilgi oranı ve
güvenliği çift burgulu kablolarda olduğu gibi sınırlıdır. Fiber optik kablo plastik yalıtkanla kaplı çok ince cam tüp
biçimindeki kablolardan oluşur (Şekil 14).
Camın kırılganlığına karşı koruyucu olarak en dışta sert bir kaplama bulunmaktadır. Fiber optik kablolarda
taşınılan bilgi, çok ince cam tüp biçimindeki kablolar (fiber) üzerinde düzensiz değişen ışık ışınları şeklinde taşınır.
Kısaca, veri iletişimi ışık vasıtasıyla sağlanır. Diğer bir deyişle, ışığı iletme özelliğine sahip saç inceliğindeki cam
liflerden meydana gelen Fiber optik kablolar da küçük lazerler veya ışık yayan diyotlar, lifler üzerinden lojik '0' ve
'1' değerlerini temsil eden ışık darbelerini gönderirler.
Işık dalgalarının elektrik sinyallerine göre daha büyük dalga genişliğine (bandwidth) sahip olması nedeni ile Fiber
optik kablolarda saniyede yüzlerce megabit bilgi iletilebilir. Işık dalgaları, elektromanyetik karışmaya ve çapraz
konuşmaya karşı daha güvenlidirler.
Bilginin Kodlanması Ve İletilmesi
Bilginin her bir parçasının sayısal sistemde gösterimi için kullanılan yönteme bağlı olarak bilginin kodlanması /
ifade edilmesi şekli değişir. Örneğin; bilginin gösterilimi 16 farklı şekilde yapılıyorsa, her bir bilgi parçası için 4 bit
kullanılır ve 4 bitlik parçalar bir araya gelerek bilgiyi oluşturur. Bilginin iletilmesinde çok değişik kodlar
kullanılmakla birlikte, metin aktarımı için genellikle ASCII kodundan yararlanılırken, görüntü aktarımında 'görüntü
bit haritası' kullanılır.
Bilginin Kodlanması Ve İletilmesi
Bilginin her bir parçasının sayısal sistemde gösterimi için kullanılan yönteme bağlı olarak bilginin kodlanması /
ifade edilmesi şekli değişir. Örneğin; bilginin gösterilimi 16 farklı şekilde yapılıyorsa, her bir bilgi parçası için 4 bit
kullanılır ve 4 bitlik parçalar bir araya gelerek bilgiyi oluşturur. Bilginin iletilmesinde çok değişik kodlar
kullanılmakla birlikte, metin aktarımı için genellikle ASCII kodundan yararlanılırken, görüntü aktarımında 'görüntü
bit haritası' kullanılır.
Bilgisayar ağı içerisinde iletilecek bilginin formatı ne olursa olsun ve kodlama tekniği olarak hangi yöntem
kullanılırsa kullanılsın, sayısal formata dönüştürülen ve '0' ve '1' değerleri ile ifade edilen bilgi, iki farklı yöntem ile
iletilebilir: Paralel bilgi iletimi ve seri bilgi iletimi.
Paralel Bilgi İletimi
Aktarma anında, vericinin yola kod sözcüğü ile ilgili bitleri çıkardığını belirtmek için vericiden alıcıya veri hazır
(data ready) ve alıcıdan vericiye veri alabileceğini belirten istek belirtme (request) hatlarına gereksinim vardır.
Bilgi iletimine yardımcı olan bu hatlar, 'kontrol hatları' olarak isimlendirilir ve bilgi iletme hatları ile birlikta
bulunur.
Paralel iletim, genellikle aynı kart üzerinde veya aynı şase içinde bulunan devreler / birimler arasındaki
aktarımlarda veya birbirine çok yakın cihazlar arası iletimde kullanılır. Örneğin bilgisayar ile yakın çevresinde (bir
iki metre gibi) bulunan yazıcı, tarayıcı, vb. cihazlar arasındaki iletimde kullanılır.
Bilgisayarda paralel bilgi iletiminde, 'paralel port' olarak isimlendirilen arabirim elemanından faydalanılır. Bir
PC'nin en önemli arabirimlerinden biri olan Paralel Port'ta bulunan bir giriş / çıkış (Input/Output-I/O) tümdevresi
yardımı ile, yazıcı gibi elemanlara / cihazlara 8 bit veri aktarımı yapabilir (Şekil 2). Paralel porttan saniyede 100
Kbyte'a kadar veri aktarılabilir. Paralel portta, 8 bit veri / bilgi hatlarının yanında, çeşitli kontrol sinyallerini ileten
hatlar bulunur ve tüm hatların bağlantısı için 25 uçlu bir konnektör kullanılır. Bu 25 uçlu yapı 'Centronics'
standardı olarak adlandırılır.
Seri Bilgi İletimi:İletilmek istenen bilginin tek bir iletim yolu üzerinden 'n' bit sıra ile aktarıldığı iletim şekli, 'seri
bilgi iletimi' olarak isimlendirilir. Sayısal formattaki bilginin aktarım hızı, 'baud' birimiyle ölçülür. Baud, birim
zamanda aktarılan ayrık işaretlerde bulunan bitlerin sayısıdır (bir ayrık işaret n bitlik bilgi içerebilir): 1 baund=n
bps (bit per second) Bilgilerin seri olarak iletilmesini sağlayan arabirim 'seri port' olarak tanımlanır. Bir PC'de en
az iki tane seri port bulunur. Bir seri portun ana birimi UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)
tümdevresidir. Bir UART tümdevresi, CPU ile seri veri aktarımı yapar. Eski bilgisayarlarda 8250 UART tümdevresi
kullanılırken, yeni bilgisayarlarda daha gelişmiş olan 16450/16550 tümdevreler kullanılmaktadır
PC'deki seri arabirim RS232 standardı olarak adlandırılır. Bu standarda göre 25 veya 9 pinli konnektörler
kullanılır. Bu konnektörlerde bulunan her bir pinin kullanım şekli belirlidir / standarttır.
Modemler ve birçok özel cihaz bilgisayara seri port ile bağlanır. Seri port ayrıca bilgisayarın standart arabirimi
olan farenin de giriş arabirimidir.
Seri arabirim, PC'den dış dünyaya açılan, programcı ve donanım tasarımcısı açısından, ISA veya PCI gibi sistem
yolu kullanan tasarımlara göre kullanımı daha basit olan bir birim sayılabilir.
Bilgisayarlarda seri veya paralel bilgi iletimini sağlayacak bağlantılar; PC'nin arkasına COM1, COM2, RS232, 'seri
port', 'paralel port', vb. isimler ile yerleştirilmektedir.
Bilgisayar ağlarında bulunan birimler / cihazlar arasındaki bilgi alış verişi seri iletime dayanır. Seri bilgi iletimi
kendi içerisinde asenkron, senkron ve isekron olarak üçe ayrılır:
Asenkron Seri Bilgi İletimi:Gönderici ve alıcının ayrı saatler / tetikleme sinyalleri kullandıkları ve birbirinden
bağımsız hareket ettikleri seri iletişim şeklidir. Gönderilecek bilgi, 'karakter' adı verilen bloklara ayrılır ve bir blok
7 veya 8 bit içerir (Şekil 4). Karakterin başına 'başla biti' (start bit), karakterin sonuna hata sezmede kullanılan
'eşlik biti' (parity bit) ve en sona da 'dur biti' (stop bit) eklenir. Yaygın olarak, başla biti '0', dur biti ise '1' değeri
ile temsil edilir. Hata sezme için kullanılan bit, 'çift' veya 'tek' eşlik biti yöntemlerinden birisi kullanılarak bulunup,
kraktere eklenir (daha fazla bilgi için tek eşlik ve çift eşlik yöntemlerine bakınız). Çift eşlikte eşlik biti; ilgili
karakterdeki 1'lerin sayısı tek ise '1', karakterdeki 1'lerin sayısı çift ise '0' olarak bulunur ve kraktere eklenir. Tek
eşlikte ise bunun tam tersi olur. İletilecek bilgide bulunan son karakterin (dur bitinin) yollanmasından sonra,
gönderici yeni bir karakter gönderene kadar iletim hattını 'dur biti' (Lojik 1) seviyesinde tutar. Her karakter başla
biti (Lojik 0) ile başladığından, alıcı karakterin başını kolayca yakalar. Gönderici ve alıcı saatlerinin frekansları
arasında kayıklık olsa bile, her karakterin başında alıcının göndericiye yeniden senkronize olması nedeni ile
kayıklık hatası hissedilmez.
Senkron Seri Bilgi İletimi:Senkron bilgi iletiminde, karakterlere 'başla' ve 'dur' bitleri eklenmez. Gönderici, saat
işaretini bilgi ile modüle ederek alıcıya gönderir. Alıcı, vericinin gönderdiği işaret dizisini kullanarak (uygun
devreler yardımı ile) vericinin frekansı ile eşit frekanslı bir senkronizasyon işareti elde eder. Senkronizasyon işlemi
için modülasyon gerektirmeyen ikinci bir yol, verici ve alıcı arasında bulunan bir hat üzerinden saat işaretinin
gönderilmesidir.
Senkron bilgi iletiminde, uzunluğu kullanılan protokole göre değişen bilgi bit katarının başına ve sonuna ön ve son
ekler konularak alıcının bilginin başlangıç ve sonunu belirlemesi sağlanır (Şekil 5). Eklenen ön ve son eklerin
uzunlukları, kullanılan protokole bağımlı olarak belirlenir. Bilgi katarlarının birbiri arkasına gönderilmesi
durumunda aradaki son ekler kullanılmayabilir. Ön ve son ekler, bilgi katarı içinde bulunması mümkün olmayan
veya bulunması yasaklanan özel bir bit dizisi şekline sahiptir.
Isenkron Seri Bilgi İletimi:Isenkron (isochronous) bilgi iletimi, senkron iletişimin bir çeşidi (türevi) olarak
düşünülebilir. Isenkron bilgi iletiminde, uç sistemlerin birbirleri ile olan haberleşme gereksinimi periyodik olarak
karşılanır. Örneğin; her 125 µs'de 193 bit aktarılacak gibi bir gereksinim belirtilir ve bu garanti olarak sağlanır. Bu
tür iletişim özellikle gerçek zamanlı uygulamalar (ses, video aktarımı vs.) için uygun olan bir iletişim şeklidir.
Sayısal formata dönüştürülen bilgiler, iletim ortamından (kablo kullanılarak veya elektromağnetik dalgalar yardımı
ile) üç farklı formattan birisi ile iletilirler. Diğer bir deyişle; ağlar, bilgiyi göndermede kullandıkları yöntemlere göre
üç gruba ayrılırlar: Temelband (Baseband), Genişband (Broadband) ve Taşıyıband (Carrierband).
Temelband (Baseband):Bilginin kendi frekansında doğrudan hatta yerleştirildiği iletişim şekli, 'temelband'
(baseband) olarak isimlendirilir. Bilgi, hattın tüm frekans spektrumunu doldurur ve bu yüzden hat üzerinde
sadece bir kanala izin verilir. Temelband iletişim için kuaksiyel veya dolanmış kablolar kullanılır ve iletişim sayısal
(digital) sinyal kullanılarak gerçekleşir.
Genişband (Broadband):Bilginin, taşıma sinyali olarak kullanılan sinyal ile modüle edilerek gönderildiği ve aynı
hattı çok sayıda modüleli sinyalin kullandığı yöntem 'Genişband' (Broadband) olarak adlandırılır. Broadband
tekniği ile, aynı hattan aynı anda çok sayıda bilgi gönderilmesi mümkündür. Genişband iletişimde analog sinyal
kullanılır.
Taşıyıcıband
(Carrierband):Taşıyıcıband
yöntemi, temelband yöntemi
gibi hat üzerinde tek bir kanalın
kullanılmasına izin verir. Diğer bir deyişle, bilginin taşıma sinyali ile modüle edildiği ve hattan tek bir modüleli
sinyalin gönderildiği yöntem, 'taşıyıcıband' (carrierband) olarak adlandırılır. Taşıyıcıband iletişimde analog
sinyalleşme kullanır. 'Taşıyıcıband' ve 'temelband' her ikisi de kablolu TV uygulamalarında kullanılır.
Frekans Çoğullamalı İletişim (Frekans Division Multiplexing FDM)
Sahip olunan frekans bandının, birden fazla kanala bölünerek yani bilgilerin farklı frekanslar kullanılarak iletildiği
çoğullama türüdür. İletilmek istenen bilgilerin farklı frekanslar kullanılarak iletilmesi nedeni ile, 'genişband'
(broadband) formatındaki bilgi iletiminde kullanıma uygundur.
Frekans çoğullamalı yöntemde, her kanalda bir kontrolör kullanılması ve her kanalda çok kontrolör kullanılması
olmak üzere iki farklı yöntem kullanılır.
Farklı bantlardaki (uzun, orta, kısa ve FM) radyo haberleşmeleri veya televizyon haberleşmesi frekans çoğullamalı
iletişim işlemine örnek olarak verilebilir.
Zaman Çoğullamalı İletişim (Time Division Multiplexing -TDM)
Tek bir kanalın / ortamın zaman dilimlerine bölünerek sağlanan 'çoğullama' şeklidir. Her bir bilgi veya her bir
frekans kendi zaman dilimi içerisinde ortamı / devreleri kullanır. Tek kanal / ortam kullanılması nedeni ile
'temelband' formatındaki bilgi iletimi için uygun bir çoğullama tekniğidir.
Zaman çoğullamalı iletişim ile; senkron ve asenkron iletişim yapılabilir (Şekil 6). Asenkron iletişimde, ortama
erişim yöntemleri olarak; kontrollü erişim ve keyfi erişim yöntemleri kullanılır. Kontrollü erişim ile; merkezi
kontrol veya dağıtık kontrol yöntemleri kullanılır. Keyfi erişim yöntemi ile; üç farklı yönetim şekli bulunmaktadır:
Taşıyıcı duyarlı çoklu erişim (CSMA), CSMA+ Çarpışma Duyarlı (CD) ve CSMA/CD + Çarpışma çözme (CR).
Bilgisayar ağlarında, ağda bulunan elemanlar / birimler arasında ilişkiyi düzenleyen ve ağdaki haberleşmeyi
yönlendiren işlemler, 'ağ kontrol yöntemleri' olarak isimlendirilir. Bilgisayar ağlarını kontrol tiplerine göre üç gruba
ayırabiliriz :
Merkezi Kontrol Yöntemi (Centralised Control)
Ağ'a dahil olan her bir bilgisayar 'istasyon' (station) olarak isimlendirilirken, ağa bağlı kaynaklardan, ağ üzerindeki
istasyonları kontrol edebilme yetkisine / kabiliyetine sahip olacak şekilde düzenlenmiş olan istasyon, 'Sunucu'
(Server) olarak adlandırılır. Diğer taraftan, tüm kaynakların tek bir sunucuya bağlanması ile oluşturulan ağlar,
'sunucu tabanlı ağlar' olarak isimlendirilir.
Merkezi kontrol yöntemi, ağ içindeki veri transferinde, bir istasyonun (sunucunun) yönetici olduğu ağ çeşididir ve
bu tür ağ yapılarında bütün sorumluluk tek bir bilgisayarda toplanmıştır. Sadece iki istasyon arasında bilgi
iletişimi olsa bile, bütün veri transferleri merkez istasyondan geçmek zorundadır. Yıldız topoloji kullanan ağlar ve
'sunucu tabanlı' ağlar merkezi kontrol tipine örnek olarak gösterilebilir.
Dağılmış Kontrol Yöntemi (Distributed Control)
Bu kontrol türünde bir ağ yöneticisi yoktur. Sorumluluk sistem içinde dağılmıştır. Kontrol, ağ içerisindeki
istasyonlar arasında paylaştırılır. Türdeş ağlar (peer to peer) bu kontrol tipine örnek olarak gösterilebilir. Ağdaki
bütün bilgisayarlar eşit haklara sahiptir. Bu tür ağlarda bilgisayarlar hem sunucu hem de istasyon vazifesi
görürler.
Rasgele Kontrol Yöntemi (Random Control)
Ağ içindeki herhangi bir kullanıcı, özel bir izin almadan kontrol yetkisini alabilir ve eğer hat boş ise ortamı kontrol
edilebilir. Doğrusal topoloji (Ethernet) rasgele kontrol yöntemine örnek olarak gösterilebilir.
Bilgisayar ağlarında, aynı ortamı çok sayıda sistemin / istasyon kullanılması nedeni ile, ortam erişerek ortamı
kullanacak elemanın / istasyonun belirlenmesi işlemi, 'ortam erişim yöntemi' olarak isimlendirilir. Ortam erişimi
düzenlemek amacıyla farklı yöntemler kullanılmaktadır:





Taşıyıcı Duyarlı Erişim Yöntemi (Carrier Sense - Multiple Access / Collision Dedection-CSMA/CD)
Jeton aktarımı yöntemi (Token Passing).
Yetki verme yöntemi (Polling).
FDDI.
DQDB.
Taşıyıcı Duyarlı Ortam Erişim Yöntemi
Ağda bulunan tüm istasyonların istedikleri anda sinyal gönderebildikleri ve istasyonlar arasındaki ilişkinin 'ilk
başlayan işine devam eder' mantığına göre şekillendirildiği ortam erişim yöntemidir.
'Taşıyıcı duyarlı' ortam erişim yönteminde, aynı anda birden fazla istasyonun ortama erişmek istemesi (ortamdan
bilgi göndermek istemesi) durumunda çarpışma (collision) oluşur ve sistemde karmaşıklık ortaya çıkar. 'Taşıyıcı
duyarlı' ortam erişim yöntemine göre ortam erişimini düzenleyen sistemlerde, çarpışmayı önlemek veya çarpışma
olaylarına çözüm üretmek amacıyla farklı yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemlerden yaygın olarak kullanılanların
çalışma prensipleri ayrı bir bölüm olarak incelenecektir.
Sayısal bilgi gönderilmeden önce iletim ortamının kontrol edilerek, ortama erişimin sağlandığı bir yöntemdir.
CSMA/CD protokolünde, hattı kullanmak isteyen bir istasyon önce hat üzerinde mesaj olup olmadığını kontrol
eder. Eğer varsa, başka bir istasyona ait olan bu mesaj iletilinceye kadar bekler. Mesaj biter bitmez kendisi hatta
mesaj iletir. Birden çok istasyonun hattın boş olduğunu algılayarak aynı anda ortama erişmek (hattı kullanmak)
istemesi durumunda çarpışma olur. Çarpışma oluştuğunu hisseden tüm istasyonlar, daha sonra hatta erişmek
üzere geri çekilir. (Hattın kullanımını bırakır).
Çarpışma hissederek geriye çekilen (hatta erişimini durduran) her bir istasyonun, farklı bir süre bekleyerek hatta
erişmek istemesi nedeniyle tekrar çarpışma oluşma ihtimali düşüktür. Farklı zamanlarda mesaj göndermeyi
deneyen
ve
deneme
sonucunda
hattı
yakalayan
istasyon
verisini
gönderir.
Sonuç olarak bir istasyon konuşurken diğerleri sadece dinler. Söz alma sırası yoktur ve ilk konuşan sözü alır. Bu
işlemi, bir grup insandan oluşan toplulukta bir kişi konuşurken diğerlerinin sadece dinlemesine benzetebiliriz.
Konuşmacının sözü bittiğinde söz almanın bir kuralı yoktur ve en ufak sessizlikte ilk talep eden sözü alır.
Jeton Aktarma İle Ortam Erişim Yöntemi (Token Passing)
Paylaşmalı erişim ortamlarında ortama erişimi düzenleyen yöntemlerden birisi, kontrol jeton'u (token)
kullanılması yöntemidir. Jeton, belirli bir değere / düzene sahip bit dizisidir. Jeton, daha önceden tanımlanmış ve
tüm istasyonların bağlı kaldığı bir kurallar setine bağlı kalarak istasyonlar / node'ler arasında dolaşır. Jeton'un
dolaşımı genelde bir istasyondan diğerine aktarım şeklindedir. Jeton aktarma yöntemi kullanan bir ağda iletişim
için oluşan işlemler dizisi aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

Ağı oluşturan tüm istasyonlar /elemanların birbirine bağlantısı ile mantıksal bir 'halka topoloji' yapısı ve
özel formatta bit dizisine sahip 'kontrol jetonu' oluşturulur.

Kontrol jetonu, bilgi iletmek isteyen bir istasyon tarafından alınıncaya kadar mantıksal halka boyunca
istasyonlar arasında birinden diğerine hareket eder.

Kontrol jetonunu alan bir istasyon, ortamı kullanma hakkını elde eder ve bilgiyi gönderdikten sonra kontrol
jetonunu bir sonraki istasyona iletir.
Kontrol jetonu kullanılarak gerçekleştirilen ortam erişim yöntemi, hızlı ve güvenilir ortam erişimi sağlamasına ve
karışıklıkları önlemesine karşılık, ağda bulunan istasyonlarda daha karmaşık yazılımlar bulunmasını gerektirir.
Ayrıca, hata bulma ve düzeltme işlemleri için ek donanımlara ihtiyaç duyulabilir. Ağda bir hata oluşması
durumunda, ağda bulunan istasyonlardan yalnızca birisi yeniden başlamayı düzenlemekle yetkilidir. Kontrol
jetonu 'halka topoloji' kullanan ve 'token ring' olarak isimlendirilen mimari yanında, 'doğrusal / yol topoloji'
kullanan ve 'token bus' olarak isimlendirilen mimarilerde de kullanılmaktadır. Kontrol jetonu mekanizması ile
ortam erişimini düzenleyen 'doğrusal topoloji' kullanan sistemler fiziksel olarak doğrusal topoloji yapısında
olsalarda, mantıksal olarak 'halka topoloji' yapısı oluştururlar (Şekil 9). Bir halka oluşturacak şekilde birbirine
bağlanan
istasyonlar
halkaya,
'halka
arayüz
birimi'
(Ring
Interface
Unit
-
RIU)
ile
bağlanırlar.
Jeton aktarma mekanizması kullanan protokollere örnek olarak IEEE802.4 Token Bus, IEEE 802.5 Token Ring ve
FDDI protokolleri sayılabilir.
Hat boş iken, jeton adı verilen özel formattaki mesaj, hat boyunca istasyonlar arasında dolaşır. Jetonun hatta
bulunmaması jeton'un bir istasyon tarafından tutulduğunu ve jeton'u tutan istasyonun veri iletmekte olduğunu
belirtir. Hattı dolaşan jeton, hattın boş olduğunu gösterir ve veri göndermek isteyen her istasyon jeton'u alır.
Jeton'u alan istasyon, hattın kontrolünü eline alır ve ileteceği bilgiyi jeton arkasına yerleştirerek veri iletimine
başlar. Jetona sahip olmayan her istasyon hattı dinler ve eğer kendisine gelen bir paket varsa bunu alır. Bu
yöntemle, CSMA erişim yöntemlerinde meydana gelen çarpışma engellenir.
Yetki Verme İle Düzenlenen Ortam Erişim Yöntemi (Polling)
Jeton aktarımı işlemine benzeyen diğer bir ortam erişim şekli, 'yetki verme' (polling) olarak isimlendirilen ve
sistemin bir istasyon / node tarafından yönetildiği ortam paylaşım / erişim yöntemidir. Kontrol işlemini
gerçekleştiren bir istasyon, ağda bulunan tüm istasyonlara birer-birer söz hakkı verir. Zaman duyarlı sistemler
için ideal bir yapı olan 'yetki verme' mekanizmasında, yaptığı iş gereği hızlı erişime gereksinim duyan istasyonlara
öncelik verilebilir. Karışıklıkları önleyerek ortamın tam kapasitesi ile kullanımına olanak tanıyan 'yetki verme'
mekanizmasında, sıranın kendisine gelmesini bekleyen makinalar açısından gecikmeler oluşabilir. Bu gecikmeler
nedeni ile, gerçek zamanlı uygulamalar için uygun bir mekanizma değildir.
'Yetki verme' yöntemi içerisinde 'onaylama' (acknowlagement) işlemi yer almaktadır ve bu işlem ağ içerisinde ek
bir trafik oluşmasına neden olur. Diğer bir deyişle; 'yetki verme' yöntemi diğer yöntemlere göre daha fazla yüke
sahip bir yöntemdir. 'Yetki verme' yöntemini kullanan sistemlere örnek olarak, 'Mainframe' sistemi verilebilir.
FDDI Ortam Erişim Yöntemi (Fiber Distirubuted Dat a İnterface)
Token ringe benzeyen bir yapı kullanan ve çok yüksek bir hıza sahip olan FDDI ağlarda kullanılan ortam erişim
yöntemirdir. Halka topoloji kullanan ve 100Mbps hıza sahip olan FDDI, ağ içerisinde birbirine zıt dönen iki halka
bulunmaktadır (Şekil 10). Her iki halkanın tüm istasyonlara bağlı olması nedeni ile, bir istasyonun her iki yöne
veri göndermesi mümkündür. Hatlardan biri veri taşımak için kullanılırken, diğeri sistem bakımı, sistem yönetimi
ve sinyalizasyon için kullanılır. FDDI yapısında bulunan bir kablonun bozulması durumunda sistem çalışmaya
devam eder. Kablolardan biri kesildiğinde cihazlar çift halkayı tek halkaya dönüştürerek işlemleri devam ettirir.
Çift Ku yruklu - Çift Yollu Ortam Erişim Yöntemi (Distributed Queue Dual Bus - DQDB)
Çift Kuyruklu - Çift Yollu Ortam Erişim Yöntemi (DQDB), ikili bir veri yolu üzerinde dağıtılmış kuyruklama erişim
mekanizması kullanan bir MAN standardıdır. DQDB standartları, mümkün olduğu kadar ATM standartları ile
uyumlu olmasına dikkat edilerek geliştirilmiştir. Erişim birimlerinin (düğüm) bağlı olduğu iki adet tek yönlü veri
yolu tarafından oluşturulan DQDB MAN sisteminde bulunan yollara, DQDB çerçevelerini üreten çerçeve üretici
bağlanmıştır. DQDB'de bulunan yollar karşıt yönlerde çalışırlar ve düğümler her iki yola bağlanırlar. Her düğüm
bir okuma ve yazma bağlantısına sahiptir. DQDB kullanan ağlarda, veri - ses - görüntü olmak üzere üç türlü
bilginin iletimi mümkündür.
Bilgisayar Ağlarında İletişim Teknikleri
Veri iletişimi; uygun hatlar kullanılarak verilerin iki nokta arasında gidip gelmesidir. Veri iletişimi için iki uç
arasında bir hat, hattın iki ucunda birer bilgisayar veya terminal bulunur. Fiziksel iletişimin hatlar aracılığı ile
sağlandığı verici ve alıcı birimler arasında iletişim üç farklı yöntemle yapılır:

Tek yönlü iletişim (Simplex).

Yarı çift yönlü iletişim (Half- Duplex).

Tam çift yönlü iletişim (Full- Duplex).
İletişim hattı üzerinde veri aktarımı işleminin sadece bir yönde olduğu haberleşme işlemi, 'tek yönlü iletişim'
(Simplex) olarak adlandırılır. Bilgi akışının iki yönde de olabildiği ancak aynı anda tek bir yönde bilgi gönderebilen
iletişim sistemi, 'yarı çift yönlü iletişim' (Half- Duplex) diye isimlendirilir. Bilgi akışının aynı anda iki yönlü olarak
sağlanabildiği iletişim sistemine ise, 'tam çift yönlü iletişim' (Full- Duplex) olarak adlandırılır.



Tekli
Tekli (Unicast) İletişim.
Çoklu (Multicast) İletişim.
Yayınlamalı (Broadcast) İletişim.
İletişim
(Unicasting):Gönderilmek
istenen
bilginin,
tek
bir
kaynaktan
tek
bir
hedef
adrese
gönderilmesiyle yapılan iletişim, 'tekli iletişim' olarak isimlendirilir
Çoklu İletişim (Multicasting):Gönderilmek istenen bilginin, kaynak adresten (vericiden) belirlenen birkaç hedef
adrese gönderilmesi şeklinde oluşan iletişime, 'çoklu iletişim' denir.
Yayınlamalı İletişim (Broadcasting):Gönderilmek istenen bilginin ağda bulunan tüm bilgisayarlara
gönderilmesi şeklinde gerçekleştirilen iletişim, 'yayınlamalı iletişim' olarak isimlendirilir.
İletişimin yönü nasıl olursa olsun, elemanlar / istasyonlar arasındaki haberleşme için gönderici (verici) ile alıcının
belirlenmesi ve gönderici ile alıcı arasında fiziksel veya mantıksal bir bağlantının kurulması / oluşturulması
gereklidir. Gönderici ile alıcı arasında oluşturulan bağlantının oluşturulması işlemi, 'haberleşme tekniği' olarak
isimlendirilir.
Yayınlamalı Ağlar (Broadcasting Networks)
Yayınlamalı haberleşme yöntemi kullanan ağ, tüm kaynakların paylaşıldığı tek bir haberleşme kanalına sahiptir.
Ağdaki herhangi bir bilgisayardan gönderilen bir mesaj, diğer bütün bilgisayarlar tarafından alınabilir. Alıcı
durumundaki bilgisayarlar, gönderilen mesajın adresini kontrol ederler. Eğer mesajın adresi kendi adreslerini
gösteriyorsa mesajı alırlar, aksi durumda mesajı almazlar. Radyo ve televizyon yayınlarında kullanılan haberleşme
şekli, yayınlamalı haberleşme türüne örnek olarak verilebilir. Bu yöntem, doğrusal ve halka topolojilerde
uygulanabilir.
Anahtarlamalı Ağlar (Switching Network)
Bilgilerin ağ içinde elemandan elemana (bilgisayardan-bilgisayara) ilerleme biçimi, anahtarlamalı ağlardaki
anahtarlama şekli tarafından belirlenir. Anahtarlamalı ağ haberleşmesinde, ağ birçok kablo yada telefon hatlarını
içerir. Bu sistem, 'noktadan noktaya' (point to point) haberleşme sistemi olarak da bilinir. Bu yöntemde, yıldız,
ağaç ve halka topoloji kullanılabilir. Anahtarlamalı ağ yönteminde üç değişik yöntem bulunmaktadır. Devre
Anahtarlama , Mesaj Anahtarlama ve Paket Anahtarlama.
Devre Anahtarlamalı Ağlar (Circuit Switching)
Bilgi gönderilmeden önce, kaynak ve hedef birimleri arasında fiziksel bir bağlantının oluşturduğu / kurulduğu
anahtarlama çeşididir. Bağlantı kurulma aşamasında iki nokta arasında bir hat tahsisi yapılır. Bu hat kullanılarak
iletişim gerçekleştirilir ve haberleşme bittikten sonra bağlantı koparılır.
Mesaj Anahtarlama (Message Switching)
Mesaj anahtarlama yönteminde gönderen ve alıcı arasında fiziksel bir hat/yol tahsis edilmez. Mesaj haline
getirilen ve vericiden yayınlanan herhangi bir bilgi alınır, depolanır ve bir sonraki hedefe gönderilir. Birimler
arasında ilişki mesaj iletilmesi şeklindedir ve mesaj bir bütün olarak iletilir. E-mail, dosya transferi v.b. gibi veri
uygulamaları mesaj anahtarlama yöntemi kullanılır. Bu metot gerçek zaman (real time) ve gecikme duyarlı
uygulamalar (ses gibi) için elverişli değildir ve LAN'larda kullanılmaz.
Paket anahtarlama (Packet switching)
İletilmek istenen mesajın 'paket' adı verilen küçük parçalara bölünerek ve her pakete geldiği / gideceği yer ile
ilgili bilgiler eklenerek gerçekleştirilen anahtarlama yöntemidir. Diğer bir bakış açısı ile; Bir bilgisayardan diğerine
bir mesaj gönderilmek istendiğinde, önce bu mesajın paketlere bölündüğü ve daha sonra bu paketlerin ağ
üzerinde bir noktadan diğerine iletilerek en son noktaya ulaştırıldığı iletim yöntemidir. Paketlerin ağ üzerinde
izleyeceği yolu tespit etmek için iki farklı yöntem bulunmaktadır. 'Datagram' ve 'sanal devre' (Virtual Circuit).
Bağlantı eksenli (connection-oriented) iletişim şekli olarak değerlendirilebilecek sanal devre anahtarlamalı
yöntemde, oluşturulan geçici / kısa süreli olabileceği gibi her iki uçta bulunan cihazlar / elemanlar kaldığı sürece
devam edecek şekilde olabilir. Noktada-noktaya (point-to-point) bağlantı olarak düşünülebilecek 'sanal devre'
yönteminde fazla yükleme kapasitesine ihtiyaç duyulmaması nedeniyle maliyet düşüktür.
Ağ standartları, bilgisayar ağlarında gerekli prensipleri / karakteristikleri / özellikleri tanımlayan, zorlukları
belirtmek amacıyla oluşturulan kurallar bütünü olarak tanımlanabilir.Ağ standartları, 'De facto' ve 'De jure' olmak
üzere iki sınıfta gruplandırılır: 'De facto'; yasal bir yetkiye sahip olmayan şirketlerin geliştirdikleri (IBM PC, UNIX
vb.) ve genel kullanımları nedeni ile referans kabul edilen standartlardır.'De Jure' standartları ise, yasal olarak
kabul edilmiş kurumlarca geliştirilen ulusal veya uluslar arası standartlardır.
Standardizasyon ve Uluslararası Standartlar
Geçtiğimiz yirmi yıl içerisinde bilgisayarlarda olan gelişmelere benzer şekilde bilgisayar ağlarının sayıları ve
boyutları ile ilgili inanılmaz gelişmeler yaşandı. Bu süreç içerisinde oluşturulan / kurulan ağların çoğu, farklı
donanım ve yazılım uygulamaları kullanılarak geliştirildi. Bilgisayar ağlarının ilk yıllarında her bilgisayar üreticisi
kendi protokollerini geliştiriyordu. Sonuçta birbiri ile uyumsuz birçok bilgisayar ağı oluştu ve farklı standartlar
kullanan bu ağların birbirleri ile iletişim kurmaları güçleşti. Bu problemi çözmek amacıyla, 'Uluslararası Standartlar
Organizasyonu' (International Standarts Organization-ISO) ağ kurucularının iletişim kurabilmelerine ve birlikte
çalışabilmelerine yardımcı olabilmek için yeni bir ağ modeli geliştirme ihtiyacını ortaya koydu. Ortaya konulan
ihtiyaçların karşılanmasına yönelik çalışmaların sonucu olarak ISO tarafından 'Açık Sistem Bağlantıları' (Open
Systems Interconnection - OSI) referans modeli yayınlandı. OSI, ITU, CCITT, IEEE ve ANSI genel olarak
bilgisayar hebrleşmesi ile ilgili uluslararası standartlar geliştiren büyük organizasyonlardır.
ISO
(International
Standarts
Organizasyon):
Merkezi
Paris'te
bulunan
'Uluslararası
Standartlar
Organizasyonu' (International Standarts Organization-ISO) uluslararası ve ulusal veri iletişim standartları
geliştiren kurumlardan biridir. Genel olarak sayısal sistemlerin haberleşmesi ve bilgi alışverişi üzerine örnek
standart yapıları belirleyen, uluslar arası organizasyon yapısında bir kurumdur. ISO'nun 'Açık Sistemler Ara
Bağlaşım' (Open System Interconnection-OSI) başvuru modeli, tüm ağ mimarileri için örnek bir tanımlamadır.
ANSI (American
National Standart
Instutute):
Birçok
endüstri
dalında
standart
belirlemek
üzere
oluşturulmuş, ISO'yu Amerika'da temsil eden bir alt kuruluştur ve hemen her dal için standart belirleyen
komitelerden oluşmaktadır. Bu kurumun yaygın olarak kullanılan standartlarından birisi; X3T9.5 standardıdır.
CCITT (Consultative Committee of International Telegraph and Telephone) : Ulusal ve uluslararası
ağlarda kullanılan haberleşme ekipmanları ile uluslararası haberleşme için standartlar yayınlayan uluslararası bir
komitedir. İsim değişikliği ile ITU adını alarak yeni bir yapıya dönüşmüştür.
IEEE (Instute of Electirical and Electronics Engineers): Amerika merkezli Elektrik ve Elektronik Mühendisleri
Odası IEEE, ANSI ve ISO'ya bağlı standartları yayınlayan profesyonel bir enstitüdür. Geniş alan (WAN) ve yerel
alan ağ (LAN) sistemleriyle ilgilenen endüstri ve akademi çevresinden üyeleri olan IEEE çok büyük bir
organizasyondur. Uluslararası standartlar geliştiren ve onaylayan IEEE'nin 802.X LAN standartları bu enstitünün
en iyi bilinen standartlarıdır.
IEEE tarafından yayınlanan standartlar ve kapsamlarını aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz:

802.1: Higher Level Interface (HILI)

802.2: Logical Link Control. (LLC)

802.3: CSMA/CD

802.4: Token Bus

802.5: Token Ring

802.6: Metropolitan Area Network (MAN)

802.7: Broadband Technical Advisory Group (BBT AG)

802.8: Fiber Optic Technical Advisory Group (FOT AG)

802.9: Integrated Services LAN (ISLAN) Interface

802.10: Standard for Interoperable LAN Security

802.11: Wireless LAN (WLAN)

802.12: Demand Priority

802.14: Cable TV Based Broadband Communication Network
ITU (International Telecommunication Union): CCITT'nin yeniden yapılanması ile oluşturulan 'Uluslar Arası
Haberleşmeciler Birliği', veri haberleşmesi konusunda standart belirlemektedir. Haberleşme ile ilgili standartların
çok büyük bir kısmı 'ITU' tarafından geliştirilmektedir. Çok bilinen standartları, V ve X serisi olarak tanımlanan
V.24, V.42, X.25, v.b. standartlardır.
IETF (Internet Engineering Task Force): İnternet uygulamasında standart çalışmaları ve önerileri yapan,
standart öneren ve belirleyen, kırktan fazla çalışma grubundan oluşan uluslar arası bir birliktir.
RFC (Request For Comment): İnternette kullanılan protokollerle ilgili standartları tanımlayan dokümanlar
dizisidir. Bütün internet standartları RFC dokümanları olarak tanımlıdır. Her dokümanı, bir RFC numarasına
sahiptir. Örneğin, RFC 1661; PPP yi, RFC 874; telnet protokolünü, RFC 1618; ISDN hizmeti üzerinden PPP'yi
tanımlar. RFC tarafından yayınlanan dökümanlara göre, bir yönlendirici RFC 1618'i destekliyorsa bununla ISDN
bağlantısı yapılabileceği ve PPP kullanılabileceği ortaya çıkar.
EIA (Electronics Industries Association): Veri ve bilgisayar haberleşmesi ile ilgili, daha çok fiziksel ara yüz
standardı kapsamında olan kablo, konnektör ve sonlandırma üzerine tanımlamalar yapmaktadır. En çok bilinen
standardı, kablolama alt yapısı için EIA-568, RS232, RS-422/423 ve RS-449 standartlarıdır.
Burada bahsedilen ve örnek olarak gösterilen standartlar, ilgili konular gelince genel özellikleri ile açıklanacaktır.
Burada, tüm ağlar için referans olarak kullanılan ve farklı ağları açıklamada/tanımlamada kullanılan 'Açık
Sistemler Ara Bağlaşım' modelini genel hatları ile açıklayalım.
OSI modeli, bir bilgisayarda çalışan uygulama programının, iletişim ortamı üzerinden başka bir bilgisayarda
çalışan diğer bir uygulama programı ile olan iletişiminin tüm adımlarını tanımlar. En üst katmanda görüntü ya da
yazı seklinde yola çıkan bilgi, alt katmanlara indikçe makine diline dönüşür ve sonuç olarak '1' ve '0' bilgilerinden
ibaret elektrik sinyalleri halini alır.
Bilgisayarlar arası iletişimin başladığı günden itibaren farklı bilgisayar sistemlerinin birbirleri arasındaki iletişim
daima en büyük problemlerden birisi olmuş ve bu sorunun üstesinden gelebilmek için uzun yıllar boyunca çeşitli
çalışmalar yapılmıştır. 1980'li yılların başında Uluslararası Standartlar Organizasyonun (International Standarts
Organization-ISO) bilgisayar sistemlerinin birbirleri ile olan iletişimini ortak bir yapıya ulaştırmak yönünde yaptığı
çabalar sonucunda 1984 yılında 'Açık Sistem Bağlantıları' (Open Systems Interconnection-OSI) referans modeli
geliştirilmiştir.

Tüm model farklı alt seviyelere ayrılabilmeli, gerektiğinde yeni bir seviye oluşturulabilmelidir.

Her seviye çok iyi tanımlanmış bir fonksiyonu gerçekleştirmelidir.

Her seviyenin fonksiyonu, uluslararası standartlaştırılmış protokollere göre seçilmelidir.

Her seviyenin sınırı, arabirimler arasındaki veri trafiğini minimize edecek şekilde tanımlanmalıdır.

Seviye sayısı, birbirinin içine girmeyecek kadar az, özel fonksiyonları gerçekleştirecek kadar çok ve
sistemin yapısını karmaşıklaştırmayacak az olmalıdır.
Yukarıda sayılan gerekçelere uyularak, bilgisayar ağlarında yapılan işlemlerin katmanlara bölünmesi sonucu
oluşan 7 katmanlı ağ modelinin sağladığı faydalar aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

Karmaşıklığı azaltarak, insanların belli katmanların işlevlerine yoğunlaşarak uzmanlaşmasına yardımcı olur.

Farklı donanım ve yazılım ürünlerinin birbiriyle uyumlu çalışmasını sağlar.

Modüler uzmanlaşmayı kolaylaştırarak, farklı uzmanlığı olan kişilerin işbirliği yapmasını veya görev
paylaşımı ile ortaklaşa çalışmasını kolaylaştırır.

Bir katmanda yapılan değişikliklerin diğer katmanları etkilemesini önler.

Katmanların işlevlerinin öğrenilmesini ve öğretilmesini kolaylaştırır.

Farklı katmanların farklı işlevlerinin olması problemlerin tesbitini ve çözümünü kolaylaştırır.
Her birinin veri iletişiminde yapılan işlemlerden bir veya bir kaçını temsil ettiği, en altta yer alan iki katmanın (1
ve 2. katmanlar) donanım ve yazılım, üstte yer alan 5 katmanın (3-7 katmanlar) ise genelde yazılım ile ilgili
olduğu 7 katman aşağıdaki isimlerle anılır.
1. Fiziksel katman (Physical Layer).
2. Veri bağı katmanı (Data Link Layer).
3. Ağ katmanı (Network Layer).
4. Ulaşım-katmanı (Transport Layer).
5. Oturum katmanı (Session Layer).
6. Sunu katmanı (Presentation Layer).
7. Uygulama katmanı (Application Layer).
Fiziksel Katman (Physical Layer)
Bilgilerin fiziksel olarak gönderilmesi ve alınmasından sorumlu katmandır. Fiziksel iletişimi başlatır, yönetir ve
sona erdirir. Fiziksel katman, elektriksel bağlantılar ve sinyallerden oluşur. Ağı oluşturma işleminde kullanılan
tekrarlayıcılar (repeaters) ve hublar bu katmanda çalışırlar / tanımlıdırlar. Bu katmanda tanımlanan standartlar
taşınan verinin içeriğiyle ilgilenmezler. Daha çok işaretin şekli, fiziksel katmanda kullanılacak konnektör türü,
kablo türü gibi elektriksel ve mekanik özelliklerle ilgilenir. Örneğin; V.24 ,V.35, RJ45, X.21, RS-232C...,vb.
standartlar fiziksel katmanda tanımlıdırlar.
Modülasyon tekniği, iletişim ortamı, çalışma gerilimi, iletim frekansı, vb. özellikler fiziksel katmanda belirlenir.
Fiziksel katmanda yazılım ile ilgili hiçbir işlem yoktur. Fiziksel katman dışındaki diğer katmanlar arasındaki
haberleşmede ise iletişim ve yapılacak işlemler yazılım ile sağlanır.
Veri Bağı Katmanı (Data Link Layer)
Veri bağlantı katmanı, bir noktadan diğerine hatasız veri aktarımı ve veri akışını kontrolden sorumludur. Diğer bir
deyişle; ağ katmanından aldığı veri paketlerine hata kontrol bitlerini ekleyerek çerçeve (frame) halinde fiziksel
katmana iletme işinden sorumludur. Bu katman, karakterleri bir dizi halinde birleştirip mesajlar haline getirir ve
oluşan mesajı kontrol eder. Kontrol sırasında veride hata tespit ve düzeltme işlemlerini yapar. Mesajların başına
ve sonuna belirleyici bayraklar yerleştirir. Çerçeve kurma, hata denetimi, akış denetimi, vb. veri bağı katman
hizmetleri mevcuttur.
Kontrol edilen ve fiziksel katman üzerinden iletilen mesajın, alıcı tarafından düzgün ve doğru alınıp alınmadığını
kontrolünü yapar. Mesaj alıcı tarafından doğru alınmadı ise, mesajın yeniden oluşturulması ve gönderilmesi
işlemlerini gerçekleştirir. 'High-Level Data Link Control-HDLC' ve 'Advanced Data Cornmunications Control
Producers' gibi protokoller veri bağı katmanı içerisinde tanımlanan işlemler için kullanır.
Data Link katmanı işlemleri için tanımlanan yerel ağ protokollerine örnek olarak; Ethernet, FastEthernet, Token
Ring, FDDI ve geniş alan ağ protokollerine örnek olarak Frame Relay, PPP, X-25 protokolleri gösterilebilir.
Köprüler (bridges) ve anahtarlar (switches) ağı oluşturan elemanları veri bağı katmanı işlemleri sayesinde
bağlamak amacıyla kullanılırlar.
Veri bağı katmanın işlemleri ağ oluşturmada önemli işlemler olduğundan, bu katman daha sonraki bölümlerde
detaylandırılacaktır.
Ağ Katmanı (Network Layer)
Ağ katmanı, bilgi paketlerinin ağ adreslerini kullanarak bu paketleri uygun ağlara yönlendirme işini gerçekleştiren
işlemleri içerir. Diğer bir deyişle bağlantıyı sağlayan ve ulaşılmak istenen bilgisayara giden yolu bulan katmandır.
Yönlendirici (Router) olarak isimlendirilen arabağlaşım elemanları bu katmanda tanımlıdırlar. Bilgi paketlerinin bir
uçtan diğer uca ağdaki çeşitli düğümler üzerinden geçirilip yönlendirilerek alıcısına ulaşmasını sağlayan işlevlere
sahiptir. Veri paketinin alıcısına giderken ağ koşullarına, önceliklere ve diğer parametrelere göre hangi yolun
uygun olacağı bu katmanda değerlendirilir. Ağ katmanı düzeyinde aktarılan bilgi bloklarına, "paket" adı verilir. Bir
paket, hem üst katmandan gelen bilgi bloğunu, hem de ağ katmanı için mantıksal ağ adresleri, yönlendirme
bilgisi ve akış kontrolü bilgilerini içerir. Ağ katmanında, ağlar arası yönlendirme, tıkanma kontrolü, mantıksal /
fiziksel adres dönüşümü, vb. birçok işlem gerçekleştirilir.
Ulaşım Katmanı (Transport La yer)
Uçtan uca bağlantı kuran iki birime ağ hizmetinin sağlandığı katmandır. Üstteki ilk üç katman ile alttaki üç katman
arasındaki iletişimi sağlar ve daha aşağıdaki katmanların fonksiyonlarını, yukarıdaki katmanlardan işlemlerinden
bağımsız hale getirir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu katmanda mesajların hedeflenen iş istasyonuna
ulaştırılması işlemi gerçekleşir. Verici tarafındaki ulaşım katmanında, gönderilecek bilgiler hatta yolculuk
edebilecek şekilde küçük parçalara ayrılır. Alıcı tarafındaki ulaşım katmanında ise alınan mesajlar tekrar
birleştirilerek orijinal mesaj şekline dönüştürülür.
Oturum katmanından aldığı mesajı, alttaki katmanlar tarafından kabul edilebilecek parçalara ayırma işlemi,
'dilimleme' (segment'leme) orak isimlendirilir. Yapılan işlemlerin oturum seviyesinden ve değişen donanım
teknolojilerindeki etkilenmelerden bağımsız olarak yapılması gerekir. Normal şartlar altında ulaşım katmanı,
oturum seviyesinden talep edilen her bağlantı için bir ağ bağlantısı oluşturur. Bu katman aynı zamanda akış kontrolü kullanarak karşı tarafa gönderilen verinin yerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol eder. Hem segment'leme
hemde gönderilen segment'lerin alıcı içerisinde gönderildiği sırayla birleştirilmesi işinden ulaşım katmanı
sorumludur. Ulaşım katmanı protokollerine örnek olarak; TCP (güvenli, garantili iletişim) ve UDP (güvensiz, bilgi
iletişimi uygulama katmanının hatasız çalışmasına bağlı) protokolleri verilebilir.
Oturum Katmanı (Session Layer)
Uç düğümler arasında gerekli oturumun kurulması, yönetilmesi ve sonlandırılması işlemlerini içerir. Uygulamalar
arasındaki oturumu kurar, yönetir ve sona erdirir. Uygulama ve Sunum katmanlarına hata bildirimini sağlar.
Oturum katmanının verdiği hizmetlerden biri, diyalog kontrolüdür. Oturumlar, veri akışının ya iki tarafa da aynı
anda olmasına (full duplex), ya da tek yönde olmasına izin verirler. Bilgi akışının tek yöne doğru olması
durumunda iletim sırasının kimde olduğuna oturum katmanında bulunan işlemler karar verir. Karar işlemeni
gerçekleştiren oturum katmanına işlemine örnek olarak 'jeton' (token) yöntemi verilebilir. Oturum katmanı
işlemleri içerisinde olan jeton yönetimi sisteminde, Jeton'a sahip olan taraf istediği işlemi yapabilir. Oturum
katmanında gerçekleştirilen işlemlerden (hizmetlerden) bir diğeri, senkronizasyondur. İletişimin mantıksal
sürekliliğinin sağlanması için, iletişimin kopması durumunda bir senkronizasyon noktasından başlayarak iletimin
kaldığı yerden devam etmesini sağlar. Bu işlem, bilgiler içine belirli 'senkronizasyon noktaları' koyularak sağlanır.
Farklı protokoller kullanan makinelerin bağlantı kurmalarında ortaya çıkan uyumsuzluk problemlerini ortadan
kaldırır.Bu katmanda çalışan protokollere örnek olarak NFS (Network File System), SQL (Structured Query
Language), ASP (AppleTalk Session Protocol), RPC, DECnet SCP, Netbios Adları, Zone Information Protocol (ZIP)
protokolleri verilebilir.
Sunu Katmanı (Presentation Layer)
Sunu katmanı, oturum katmanından gelen bilginin uygulama katmanına iletilmesinden sorumludur. Diğer bir
deyişle; kullanıcı programları ile ağ arasındaki yüksek seviyeli iletişim arabirimidir. Bilgi üzerinde yapılabilecek her
çeşit işlem bu katmanda gerçekleştirilir. Sunu katmanı bilginin sıkıştırılması, şifrelenmesi veya başka bir formata
çevrilmesi işlemlerini içerir.
Sıkıştırma/açma, kodlama/kod çözme, EBCDIC-ASCII dönüşümü ve ters dönüşümü gibi işlevlerin yerine
getirilmesini sağlar. Örneğin, ana bilgisayar farklı tipten birçok yazıcıya bağlı ise, her bir yazıcı belli bir işi yapmak
için farklı bit dizilişleri bekler ya da üreticinin ana bilgisayarından diğerinin ana bilgisayarına dosya transferine
ASCII kodundan EBCDIC koduna dönüşüm gerekebilir. Sunum katmanı bu gereksinimleri karşılamakta ve veriyi
istenen tarzda ifade etmeyi mümkün kılmaktadır.
Sunu katmanı; kontrol kodlarının, özel grafiklerin ve karakter tablolarının bulunduğu yerdir. Sunu katmanı
yazılımı, yazıcıları, çizicileri ve diğer aygıtları kontrol eder. 'Microsoft Windows' ve IBM'in Presentation Manager'
programları sunu katmanı fonksiyonlarını yerine getiren iki program ortamıdır.
Sunu katmanın tanımlanan standartlara örnek olarak; PICT, TIFF, JPEG, MIDI, MPEG, QuickTime, ASCII, EBCDIC,
TIFF; JPEG, GIF standartları gösterilebilir.
Uygulama Katmanı (Application Layer)
En üst katmanda bulunan uygulama katmanı; kullanıcıya hizmet veren, ağ işletim sistemi ve uygulama
programlarının bulunduğu katmandır. Dosya paylaşımından, yazılacak iş birikimlerine, elektronik postadan
veritabanı yönetimine kadar olan bütün işlemler bu katmanda yapılır. Ağ yönetimi istatistikleri, arıza ve benzeri
durumların izlenmesi işlemleri, sunu katmanı içerisinde değerlendirilen yazılımlar ile gerçekleştirilebilir.
Uygulama katmanı kullanıcının çalıştıracağı uygulamalara ağ servislerini sağlar ve kullanıcıya en yakın olan
katmandır. Kullanıcı tarafından çalıştırılan tüm uygulamalar bu katmanda tanımlıdırlar. Bu katmanda çalışan
uygulamalara örnek olarak, tüm ofis programlarını, paket yazılımları, banka terminali programlarını ve e-mail
uygulamalarını verebiliriz.
Uygulama katmanında tanımlanan işlemlere / standartlara örnek olarak SMTP, SNMP, NCP, SMB, HTTP
standartları / protokolleri işlemleri sayılabilir.
Bilginin şekillendirilmesi ve iletilmesi işlemi beş adımda gerçekleştirilir;
1.Uygulama, sunum ve oturum katmanları kullanıcının iletmek istediği bilgiyi iletir.
2. Nakil katmanı gelen bilgiyi bölümlere / dilimlere (segment) ayırır ve iletir.
3. Ağ katmanı, aldığı bilgi segmentlerini paket (packet) şekline dönüştürür.
4. Veri bağı katmanı, paketleri çerçeve (frame) yapısına şekillendirir.
5. Fiziksel katman çerçeve yapısındaki bilgiyi bitlere ayırır ve iletir.
Açıklanan işlem aşamaları ile en üst katmanda görüntü yada yazı şeklinde yola çıkan bilgi, alt katmanlara indikçe
makine diline dönüşmekte ve sonuçta '1' ve '0' değerlerinden oluşan elektrik sinyalleri halini alarak iletilmektedir.
Fiziksel katman içerisinde yapılan tanımlar, işlemler ve arayüz / konnektör standartları aşağıdaki şekilde
sınıflandırılabilir :

Fiziksel katman bağlantı arayüz / konnektör standardıtları:RS-232, RS-485, RJ-45 vb.

İletim Ortamıları:Burulmuş-çift, koaksiyel, fiber, vb.

Kodlama yontemleri:NRZ, NRZ-I, Manchester, vb.

Bağlantı / konnektör şekilleri D-25, D-9,D-15 vb.).
Bilgi / Veri İletiminin Temelleri
Bilgisayara klavye veya diğer giriş birimleri aracılığıyla veri girildiğinde yani alfabetik veya nümerik bir tuşa
basıldığında, klavyenin içerisinde standart kodlama yöntemlerinden biri kullanılarak oluşturulmuş ikili düzende bit
dizisi elde edilir. Klavyeden elde edilen 7 bit veya 8 bitlik verilerin veya ses / görüntüden elde edilen ve belirli bir
formata getirilen bilgilerin, bilgisayar ağını oluşturan elemanlar / birimler arasında iletilmesi ihtiyacı oluşur.
Ortaya çıkan iletim ihtiyacı, daha önceki bölümlerde detaylandırılan seri veya paralel iletim yöntemlerinden birisi
kullanılarak karşılanır. Sistem / ağ içerisindeki elemanları / birimleri birbirlerine bağlamak amacıyla her bir bit için
ayrı bir tel / hat kullanılması 'paralel iletim / paralel bağlantı' olarak isimlendirilir(Şekil1-a).Fiziksel olarak
uzak cihazlar / elemanlar arasında ise bilgi, bir tel / hat üzerinden sıra ile gönderilir ve 'seri iletim /seri
bağlantı' olarak isimlendirilir(Şekil1-b).Seri iletimde aynı anda tek bir bit iletilebilmesine karşılık bitler arka
arkaya ve devamlı şekilde gönderilebilir.
İşaret Zayıflaması (Attenuation):Veri iletişiminde, iletimde kullanılan elektromağnetik dalga yayıldıkça
enerjisinin bir kısmı ısıya dönüşür ve kaybolur. Mesafe arttıkça zayıflayan bir dalga, alıcı tarafında güvenilir bir
biçimde algılanamayabilir. İletilecek bilginin hızı ve erişeceği mesafe, kablolu iletimde elektromanyetik dalganın
özelliğine ve kablosuz iletişiminde ise radyo dalgalarını engelleyebilecek fiziksel engellerin durumuna bağlıdır.
İşaret Bozulması (Distortion):Elektromanyetik dalgalardan oluşan işaretlerde, herbir dalganın iletiminde farklı
zayıflamalar ve gecikmeler olabileceğinden, alıcı tarafta gönderilenden çok farklı bir işaret alınabilir.
İşaret Dağılması / Saçılması (Dispersion):Elektromanyetik enerjinin, yayılım sırasında dağılarak kaybolması
mümkündür. Yayılım sırasında oluşabilecek işaret dağılması kullanılacak ara elemanlar ile azaltılır.
Gürültü (Noise):Bir işarette iletim sırasında oluşabilecek değişiklikler 'gürültü' olarak adlandırılır. Farklı
cihazların / elemanların çalışması ile meydana gelen elektromanyetik dalgalar gürültü oluşurabilir.Gürültü, ikili
bilgilerin güvenilir bir biçimde gönderilmesine engelleyen etkenlerden birisidir.
Sayısal işaretin kodlanmasında (Şekil3),iki farklı teknik kullanılarak çeşitli kodlama yöntemleri geliştirilmiştir.
Kodlama yöntemlerinden yaygın olarak kullanılanlar aşağıda sıralanmaktadır:

İki gerilimli kodlanmış sinyal yöntemi (Bipolar Encoding).

'Manchester' kodlama yöntemi (Manchester Encoding).

'Farksal Manchester' kodlama yöntemi (Differantial Manchester Encoding).

NRZ kodlama yöntemi (Non Return to Zero ).

NRZI kodlama yöntemi ( Non Return to Zero Invert on once).
'Manchester' ve 'Farksal Manchester' kodlama yöntemleri, gerilim düzeylerinin bit ortasında değiştirilmesi
kodlama tekniğini kullanırken; NRZ ve NRZ-I yöntemlerinde sabit gerilim düzeyleri kodlama tekniği kullanılır.
Sabit gerilim seviyesi kullanan sinyallerde, seviyeler arasındaki geçişlerden faydalanılır.
İletilecek ikili bilgideki '1' değeri pozitif bir gerilim ile, '0' değeri negatif bir gerilim ile temsil edilecek şekilde
yapılan kodlama,'iki kutuplu kodlama' olarak isimlendirilir.Her bir bitin kodlanmasından sonra sinyal seviyesinin
0V gerilim seviyesine dönmesi nedeni ile 'bipolar kodlama' yönteminde elde edilen sinyal 'Sıfıra dönen' (Return
to Zero- RZ) olarak adlandırılır. 'RZ' sinyallerde üç farklı gerilim /sinyal seviyesi (+, 0, -) bulunmaktadır.
'Manchester kodlama' yönteminde; bit ortasında gerilim seviyesinin değiştirilmesi tekniği kullanılır ve lojik '0'
değeri gerilim seviyesinin düşen kenarı ile, (1 den 0 düşen sinyal) lojik '1' değeri ise gerilim seviyesinin yükselen
kenarı (0 dan 1 e giden sinyal) ile ifade edilir. Lojik değerleri ifade etmede düşen ve yükselen kenarların
kullanılması ve her bitin ortasında bir geçiş bulunması nedeniyle, verici ve alıcı birimleri / elemanları arasındaki
senkronizasyon işlemine katkıda bulunur.
'Farksal manchester kodlama' yöntemi; 'manchester kodlama' yönteminden türetilmiştir. Her iki lojik değer
içinde, bit değerinin ortasında gerilim seviyeleri değiştirilir. Ayrıca, kodlanacak bilginin '0' olması durumunda
sinyalin başlangıç noktasında seviye değişimi oluşur. Diğer bir deyişle, lojik '0' değerini ifade etmek için; biti
temsil eden sürenin başında gerilim seviyesi değişimi yapılırken; lojik '1' değerini ifade etmek için biti temsil eden
sürenin başında gerilim seviyesi aynı kalır.
İki farklı gerilim seviyesini kullanılan kodlama yöntemi, 'faz kodlama' olarak ve kodlama sonucunda oluşan
sinyal, 'Sıfıra Dönmeyen sinyal' (Non-Return-to-Zero - NRZ) olarak isimlendirilir.
NRZ kodlama yönteminde; lojik '0' değeri '+V' gerilim seviyesi ile, lojik '1' değeri ise '-V' gerilim seviyesi ile
temsil edilir. NRZ yöntemi ile NRZ-I yöntemleri birbirlerine benzer. Ancak NRZ yönteminde lojik '0' ve '1'
değerlerini ifade etmek için kullanılan gerilim seviyeleri yerine, NRZ-I yönteminde, lojik '0' değeri, bir önceki
gerilim seviyesi (bit) ile aynı seviyede kalınarak ifade edilirken, lojik '1' değeri, bir önceki gerilim seviyesinin
(bitin) tersi olan seviye kullanılması ile ifade edilir.Diğer bir deyişle, lojik '1' değerini iletmek için sinyal
seviyesinde değişiklik yokken, lojik '0' değerini iletmek için sinyal seviyesinde değişiklik oluşur.
Biti temsil eden gerilim seviyesinin ortasında seviye değişimi oluşan yöntemler 'kenar tetiklemeli' yöntemler
olarak isimlendirilir ve yerel alan ağlarında sayısal işaret kodlanmasında kullanılır. Sabit gerilim seviyeli kodlama
tekniği, kısa mesafeli cihazlar arasındaki seri bilgi iletiminde (RS-232 standardı ile birlikte) kullanılır. Diğer
taraftan, 'Manchester' ve 'farksal Manchester' kodlama yöntemleri LAN uygulamalarında kullanılırken, NRZI
kodlama yöntemi WAN uygulamalarında kullanılır.
Fiziksel Katmanda Tanımlanan İletim Ortamları
Bilgi iletim ortamları kablolu ve kablosuz olmak üzere ikiye ayrılır. Bilgi, elektrik sinyalleri biçiminde kablolar
üzerinden veya elektromanyetik dalgalar biçiminde kablosuz olarak uzayda taşınır. İletim ortamının türü,
saniyede iletilebilecek bit miktarını ve iletilebilecek en uzak mesafeyi belirler.
Kablolu İletim ve Kablo Çeşitleri
Fiziksel katmanda tanımlanan bilgi iletiminde çok farklı yöntemler olması ve bilginin çeşitlilik göstermesi nedeni ile
farklı özelliklere sahip ve farklı ihtiyaçlara cevap veren çeşitli kablolar bulunmaktadır. Bu kablolardan ağlarda
kullanılanların genel özelliklerini açıklayalım.
İki Telli Düz Kablolar:En basit iletim ortamı olan iki telli düz kabloda, her tel diğerinden yalıtılmıştır. Bu tip
kablolar, birbirinden uzaklığı 50 metre'ye kadar olan birimler ve bit gönderim oranları orta hızda olan (19.2kbps)
sistemler için yeterlidir.
Her ne kadar iki-telli düz kablo iki bilgisayarı birbirine doğrudan bağlamak için kullanılabilirse de, esas kullanım
yeri bir bilgisayar ile çevre birimleri(örneğin bir modem'i) birbirine bağlamaktır. Bu tip bağlantılar genellikle çok
sayıda kablo kullanırlar. Bu bağlantılar için en sık kullanılan düzenleme, her bir sinyal için ayrık / yalıtılmış bir tel
ve toprak hattı için de ayrı bir tel kullanılmasıdır. Kullanılan tellerin tümü daha sonra korumalı bir kablonun veya
düz şerit kablonun içine yerleştirilir (Şekil 4).
Bu tip kablolarda, aynı kablo içerisindeki yanyana teller arasındaki elektrik akımından kaynaklanan ve veri
gönderim sırasında ortaya çıkan 'çapraz bağlantı' veya 'çapraz konuşma' (cross-coupling, cross-talk) adı
verilen veri bozulması oluşabilir. Ayrıca, yapısı nedeni ile gürültü sinyallerinin ve elektromanyetik radyasyonun
oluşmasına neden olabilir.
Çift Burgulu Kablolar (Twisted-Pair):Çift-burgulu kablolar, aynı izolasyon maddeleriyle kaplı tel çiftlerinin
birbirleriyle helezoni döndürülmesi suretiyle elde edilir(Şekil5) .Kabloların belirtilen şekilde bükülerek
sarılmasının gürültüyü azaltması nedeniyle, bu tür kabloların yapay gürültü (hata, parazit) sinyallerine karşı
direnci iki telli düz hatlara göre daha fazladır. Sinyal ve toprak hatlarının yakınlığı, herhangi bir gürültü sinyalinin
her iki hat tarafından toplanmasına, dolayısıyla fark sinyalindeki etkisinin azalmasına neden olur.
Çift-burgulu kablolar tek, dört veya sekiz çift kablodan oluşabilir. Bu tür kablolar telefon fişine benzeyen ve 'RJ45' olarak isimlendirilen bağlayıcılarla sonlandırılır(Şekil6).RJ-45 bağlayıcısı üzerinde 8 uç bulunur ve bağlantı
sırasında bu uçların bir kısmı veya tamamı kullanılabilir. Bağlayıcılarla sonlandırma işleminde tellerin sarıldığı
yalıtkanların renkleri referans alınacak bağlantı yapılır.
Çift-burgulu kablolar kullanarak kısa mesafelerde (örneğin 100 m'den az mesafelerde) 1 Mbps, daha uzak
mesafelerde ise daha az bit oranı ile bilgi iletimi mümkündür. Çift-burgulu kablolar, koruyucusuz / kılıfsız ve
koruyuculu / kılıflı olarak iki farklı yapıda üretilirler. Koruyucusuz çift burgulu kablolar (unshielded twisted pairs UTP) pek çok veri iletişim uygulamalarında (örneğin telefon ağlarında) yoğun olarak kullanılırlar. Koruyuculu çift
burgulu kablolarda (shielded twisted pairs - STP) koruyucu bir kılıf gürültü sinyallerinin etkisini daha aza indirmek
için kullanılır (Şekil 5).
Çift burgulu kablolar özellikle kısa mesafelerdeki küçük, kullanıcı sayısı sınırlı yerel alan ağlarında ucuzluğu ve
kullanım kolaylığı nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.Çift-burgulu kablo ile bağlantıda her bilgisayar ayrı bir
hat ile bir bağdaştırıcı cihaza (HUB, Ethernet Anahtar, vb.) bağlanır.
Çift-burgulu kabloların sakıncası; 'cilt etkisi' (skin effect) adı ile bilinen ve iletilen sinyalin frekansının artması ile
tellerden geçen akımın sadece telin dış yüzeyini kullanmaya yönelmesi sonucunda oluşan olaydır. Bu durum
yüksek frekanslı sinyallerde kablonun direncini arttırarak sinyalde zayıflamaya neden olur. Bunun sonucu olarak,
1 Mbps'ten daha yüksek hızlarda ya karmaşık elektronik devreler yada başka bir tip iletim ortamı kullanılır.
Korunmaya ve topraklanmaya rağmen bakır kablolar anten gibi davranırlar ve motorlardan, radyo vericilerinden,
güç kablolarından ve elektrikli cihazlardan etkilenirler. Çevredeki cihazlardan kaynaklanan ve distorsiyon olarak
adlandırılan parazitler, metal kablolardaki veri sinyallerini değiştirebilir ve hatalı veri paketlerine neden olabilir.
1.Korumasız Çift-Burgulu Kablolar (Unshielded Twisted Pair-UTP)
Aynı izalasyon maddesi ile kaplı tel çiftlerini birbirleri ile sararak ve helezoni döndürerek oluşturulan çift-burgulu /
çift-dolanmış tellerden oluşur. Dolanmış çiftlerin kendi aralarında yalıtılmamış olmaları nedeni ile, 'korumasız çiftburgulu kablolar' adını almışlardır. Kabloları bükerek sarmak gürültüyü azalttığından, UTP kabloların hata oluşma
ihtimali bulunan yapay gürültü sinyallerine karşı dirençleri, iki telli düz kablolara göre çok daha fazladır. Dolanmış
çiftlerden biri verici olarak kullanılırken, diğeri alıcı olarak kullanılır.
UTP kablolar, 10 BaseT olarak da tanınırlar. Çift burgulu kablolar, bir çift, dört çift veya sekiz çift kablodan
oluşabilir. Bu tür kablolar, telefon fişine benzeyen ve RJ45 olarak adlandırılan bağlayıcılarla sonlandırılarak
kullanılırlar. UTP kablolar RJ45 konnektörler vasıtasıyla bilgisayarlara (Ethemet kartlarına) ve hub yada
anahtarlara (switchlere) bağlanırlar.
RJ-45 sadece tek bir yönde takılabilen plastik bir konnektördür. Üzerinde sekiz adet kablonun takılabileceği uçlar
bulunur ve konnektör kablonun ucuna özel birtakım araçlar kullanılarak takılır (Şekil 6).
2.Korumalı Çift Burgulu Kablolar (Shielded Twisted Pair-STP)
Sıva üstü elektrik kablolarına benzeyen özel izolasyonlu kablolardır. Dolanmış çift telde dış alüminyum yaprak ve
örgülü bakır koruma bulunmaktadır. Dıştaki elektriksel parazitleri azaltmak amacıyla tasarlanmıştır. IBM
ürünlerinde kullanılması nedeniyle 'IBM tipi kablo' olarak da bilinir.
Bilgisayar ağlarında kullanılan korumalıve korumasız çift-burgulu kablolar, kablo bağlantı uçları ve bağlantı
şekilleri referans alınarak 'sınıf' ve 'katagori' olarak isimlendirilen ve kabloları tanımlamada kullanılan gruplara
ayrılırlar. Örneğin; EIA-568/A standardı olarak tanımlanan kablolar, 6 farklı kategoride tanımlanırlar.
Kategori 1 ve 2 olarak isimlendirilen (CAT1 ve CAT2) kablolar, düşük hızlı veri ve ses iletiminde kullanılır. Kategori
3 (CAT3) sınıfına giren kablolar, UTP kablo olarak bilinen ve yalıtılmış tel çiftlerinin 4 tanesinin bir araya gelerek
oluşturduğu kablolardır. Kategori 5 (CAT5) sınıfına giren kablolar, CAT3'e benzemesi yanında, bu kablolarda
cm'ye düşen bükülme oranı daha fazladır. Ayrıca, yalıtım malzemesi olarak teflon kullanılması nedeniyle çapraz
konuşma oluşumu ihtimalini ve gürültüyü azaltması sonucunda uzun mesafelere daha kaliteli işaretler iletilebilir
(20-100Mhz). Kategori 6 (CAT6) sınıfında değerlendirilen kablo ise daha yüksek hızda veri iletiminde kullanılır.
Eş Eksenli - Koaksiyel Kablolar
Koaksiyel kablolar, çift-burgulu kablolar gibi kullanımı kolay ve çift-burgulu kablolarda söz edilen mahsurları /
etkileri azaltan, buna karşılık çift-burgulu kablodan daha pahalıya malolan bir kablo çeşididir. Özellikle yüksek
frekanslı sinyalleri taşımak için uygun bir şekilde tasarlanmıştır (Şekil 7).
Şekil 7. Koaksiyel kablonun yapısı ve bağlantılarında kullanılan BNC konnektör
şekilleri.
Koaksiyel kabloların ortasında bakır bir iletken bulunur ve bu tel iletken olmayan bir yalıtım malzemesiyle
çevrelenmiştir. Yalıtım malzemesinin üzerinde ise koruyucu görevi gören, örgü şeklinde bakır veya alüminyum
kullanılarak oluşturulan bir kabuk kaplama bulunmaktadır. En üst kısımda ise tüm kabloyu içine alan koruyucu
plastik kılıf vardır. İdeal olanın iki iletken arasındaki boşluğun havayla dolu olmasına karşılık pratikte bu boşluk
elektrik akımlarını geçirmeyen (yalıtkan) bir madde ile doldurulur. Koaksiyel kablolarda bulunan merkezi iletken
parazit sinyallerden örgü biçimindeki dış iletken aracılığıyla korunur. Ayrıca, elektromanyetik radyasyonun bir
sonucu olarak ortaya çıkan kayıplar ve 'cilt etkisi' dış iletkenin varlığı ile azalır ve çift- burgulu kabloya göre daha
güvenilir bir yapı oluşur.
Koaksiyel kablo, farklı sinyalleri / bilgileri iletmede kullanılabilir. Pratikte birkaç yüz metre uzaklıktaki veriler
10Mbps (modülasyonla daha fazla) hız ile iletilebilir. Ayrıca yüksek bant genişliği nedeniyle kablolu TV
yayınlarında da koaksiyel kablolar tercih edilmektedir. Koaksiyel kablolar, noktadan noktaya (point-to-point) yada
çok noktalı (multipoint) yapıya sahip bilgisayar ağlarında kullanılmaktadır.
Eşeksenli kablolar BNC bağlayıcıları ile sonlandırılır ve bilgisayar bağlantısı T-şeklindeki bağlayıcılarla
gerçekleştirilir.
Merkezi iletken, dışarıdan karışan parazit sinyallerden örgü biçimindeki dış iletken aracılığıyla korunur. Ayrıca
elektromanyetik radyasyonun bir sonucu olarak ortaya çıkan kayıplar ve 'cilt etkisi' dış iletkenin varlığından /
yapısından dolayı azalır ve bu nedenle çift burgulu kabloya göre daha güvenilirdir.
En büyük sakıncası, özellikle çok yüksek frekanslarda oldukça yüksek sinyal zayıflamasıdır. Koaksiyel kablo farklı
sinyal çeşitleri ile kullanılabilir ve pratikte veriler birkaç yüz metre uzaklıktan 10Mbps iletim hızı ile rahatlıkla
iletilebilir. Yüksek bant genişliği nedeniyle kablolu TV yayınlarında da eş eksenli kablolar tercih edilmektedir (Bir
çok TV kanalına ait sinyaller tek bir eşeksenli kablo üzerinden gönderilebilmektedir). Bu tür kablolar daha sonra
ağ topolojilerinde de göreceğimiz gibi noktadan noktaya (point-to-point) yada çok noktalı (multipoint) topoloji
kullanan bilgisayar ağlarında kullanılabilirler.
Koaksiyel kablolar kalın koaksiyel kablolar ve ince koaksiyel kablolar olmak üzere iki farklı yapıda imal edilirler:
1. Kalın Koaksiyel Kablolar (Thick Coaxial):Kalın ve bükülmesi zor cinsten bir kablodur. Sonlandırıcıları her
iki uçta bulunan siyah işaretin tam üstüne takmak gerekir . Bağlantılar, özel bağlantı elemanları (transciever)
aracılığı ile gerçekleştirilir. Her bir parçanın boyu en fazla 500 metre olabilir ve her bir parçada en fazla 100
bağlantı noktası bulunabilir. 10Base5 olarak da tanınır. Bu isimlendirmedeki 10; Mbit olarak saniyedeki veri iletim
hızını, Base; temel band (baseband) iletim metodunu, 5 ise; en fazla kablo uzunluğu olan 500 metreyi
göstermektedir.
Kalın koaksiyel kablo ince koaksiyel'e göre daha pahalıdır ve küçük çaplı ağlar için pek tercih edilmez. Sarı
renginden dolayı piyasada sarı kablo olarak da bilinir.
2. İnce Koaksiyel Kablolar (Thin Coaxial):Oldukça esnek yapıda ve fiyatının ucuz olması nedeni ile Ethernet
ile oluşturulan ağlarda en uygun kullanılan kablo çeşididir. İnce koaksiyel kabloyu bilgisayarlara bağlamak için
BNC konnektör ve iki kabloyu birbirine bağlamak içinse 'T konnektörler' kullanılır. 10Base2 olarak da adlandırılan
ince koaksiyel kablolarda parça (segment) boyu en fazla 185 metre olabilir ve her segment de en fazla 30
bağlantı noktası bulunabilir. İki bağlantı noktalası arası en az 0.5 metre olmalıdır. Kablonun başlangıç noktası ile
bitiş noktasına sonlandırıcı bağlanır.
Fiber Optik Kablolar
UTP kablolarda söz konusu olan pek çok sınırlamaya (yüksek frekanslı sinyallerin gönderilebilmesi ve
gönderilebilen bit oranının düşüklüğü) çözüm getirmesine karşılık, koaksiyel kablolarda da iletilen bilgi oranı ve
güvenliği dolanmış-çift kablolarda olduğu gibi sınırlıdır. Fiber optik kablo, plastik yalıtkanla kaplı çok ince cam tüp
biçiminde yapıya sahiptir (Şekil 8).Camın kırılganlığına karşı koruyucu olarak en dışta sert bir kaplama
bulunmaktadır. Fiber optik kablo, bilgiyi iletim şekli / yöntemi olarak UTP ve koaksiyel kablolardan farklı iletişim
ortamlarına sahiptir. Fiber optik kablolarda taşınılan bilgi kablo üzerinde elektrik sinyali olarak değil, çok ince cam
tüp biçimindeki ortamlar (fiber) içerisinden düzensiz değişen ışık ışınları şeklinde taşınır. Diğer bir deyişle, veri
iletişimi ışık vasıtasıyla sağlanır. Gönderici tarafında dönüştürme işlemi için ışık yayan diyot (LED, light-emitting
diode) veya lazer diyot kullanırken, alıcı tarafındaki dönüşüm için fotodiyot (photodiode) veya foto transistor
kullanır. Fiber optik kablo ile, tekrarlayıcılara gerek olmadan uzun mesafeli (2-3 km'ye kadar) bağlantılar
gerçekleştirilebilir. Fiber optik kabloların tekli biçiminin kullanılması durumunda iletişimin lazer ışınları ile
yapılabilmesi mümkün olmakta ve iletişim mesafesi 30-40 km ye çıkabilmektedir.
Fiber optik kabloların mesafe ve güvenlikteki üstünlüklerinden dolayı bir çok alanda kullanılmaktadır. Fiber optik
standartları; 62.5/125 µm ve 50/125 µm olmasına karşılık yaygın kullanılanı 62.5/125 µm' dir.
Fiber, cam çekirdek ve düşük kırılma oranlı bir cam kılıf olmak üzere iki bölümden oluşmuştur. Işık, fiber optik
çekirdeği boyunca kullanılan çekirdek materyalinin genişliği ve çeşidine bağlı olarak üç farklı şekilde yayılır (Şekil
9):

Çok modlu.

Çok modlu kademeli.

Tek modlu.
Çok modlu kademeli fiberlerde, kılıf ve çekirdek materyalinin her birisinde farklı olmasına karşılık sabit bir kırılma
indeksi mevcuttur. Diyot tarafından düşük bir açıyla yayılan ışık, koruyucu arabirimde yansıtılır ve çekirdek
boyunca çok sayıda yansımalarla ilerler. Işığın kablo boyunca yayılması, ışığın diyot tarafından yayıldığı açıya
bağlı olarak değişken sürelerde olacaktır. Fiber optik içerisinde oluşabilecek dağılma, sabit bir kırılma indeksi olan
çekirdek materyali kullanılarak azaltılabilir. Çok modlu kademeli fiber de ışık çekirdekten uzaklaştıkça artan
miktarlarda kırılır. Bu kırılma, alınan sinyalin darbe (pulse) genişliğini daraltma etkisi yaratır ve bunun sonucu
olarak kırılma, bit hızında daha fazla artış meydana getirir.
Tek modlu fiberde, çekirdek çapının tek bir dalga boyuna azaltılmasıyla (3-10mmetre) yayılan tüm ışığın tek bir
hatta (dağılmamış) yayılması sağlanır. Bu yolla, alınan sinyal giriş sinyaliyle kıyaslanabilir bir genişlikte olur.
LED'lerle kullanılan tek modlu fiber ile yüzlerce Megabit / Gigabit hızında bilgi iletilebilir.
Fiber optik kablolama, 2 Km'ye kadar uzayabilen geniş alanlarda, yüksek kapasiteli iletişim ortamı sağlayabilmek
amacıyla kullanılır.
Kablosuz İletişim Yöntemleri
Bu kısma kadar anlatılan tüm kablo çeşitleri, bilgiyi iletmek için fiziksel bir hat kullanmaktadırlar. Fiziksel ortam ile
sağlanan hizmetler, elektromanyetik (radyo) dalgaları kullanılarak da elde edilebilir. Diğer taraftan, iletilmek
istenen bilgi modüle edilerek ve mikrodalga kullanılarak uydudan yeryüzüne iletilebilir. Uydulardan iletilen bilgiler,
aktarıcılar yardımıyla önceden belirlenmiş hedeflere iletilir. Kablosuz iletim iki farklı formatta gerçekleştirilebilir:


Tek Yönlü (one-directional).
Çok yönlü (multi-directional).
Tek yönlü iletim yönteminde anten, odaklanmış tek bir elektromagnetik ışın yayar. Bu nedenle gönderici ve alıcı
antenlerin birbirini görecek şekilde yerleştirilmesi gerekir. Çok yönlü iletim yönteminde ise elektromagnetik enerji
tüm yönlere dağılır ve bir çok anten tarafından algılanabilir.
Mikrodalga Kullanılarak İletişim
Elektromagnetik dalgaların yayınlandığı frekans çok geniş bir spektruma sahiptir. Geniş olan bu spektrum
içerisinde, modüleli sinyalleri kablolar üzerinden iletimi ile birlikte, radyo ve TV haberleşmesi yanında yerden veya
uydudan mikrodalga kullanarak yapılan haberleşmeleri içerir (Şekil 10).
Mikrodalga iletişimi, elektromagnetik spektrumun onemli bir kısmını kapsar. Mikrodalga kullanılarak yapılan bilgi
iletiminde bant genişliğinin büyük olması nedeniyle bilgiyi gönderim hızı yüksektir. Mikrodalga kullanan
sistemlerde, UTP veya koaksiyel kabloya oranla daha az bilgi ve enerji kaybı söz konusu olsa da, özellikle yüksek
frekanslarda, yağmur vb etkiler gönderilen işarette zayıflamaya neden olur. Çok geniş bir frekans bandında farklı
frekansların kullanılması nedeniyle, mikrodalga kullanarak yapılan haberleşme iki gruba ayrılmaktadır: Yeryüzü
mikrodalgaları ve uydu mikrodalgaları.
Yeryüzü Mikrodalgaları:Yeryüzü mikrodalgaları, fiziksel iletişim ortamını kurmanın pratik olmadığı veya
maliyetli olduğu durumlarda (nehir, bataklık, çöl boyunca) iletim ortamı sağlamada kullanılır. Bina, yoğun sis,
yoğun kar yağışı gibi etkenlerden etkilenen mikrodalga ile haberleşmede verici ve alıcı elemanlarının birbirini
görmesi zorunludur. Diğer taraftan işaret, uydu bağlantısıyla temel olarak serbest uzaya geçer, bu nedenle
engelleyici etkilere daha az maruz kalır.(Şekil11)
Uydu Mikrodalgaları:Yeryüzü istasyonu yapısındaki uydular, yeryüzünün çevresini yeryüzüyle senkron yani
eşzamanlı bir biçimde döner ve böylece yeryüzünden durağanmış gibi görünür (geosynchronous orbıt). Uydunun
yörüngesi, iletilen ve alınan istasyonlara bir görüntü çizgisinin iletişim yolu sağlayacak şekilde çizilmesi ile
belirlenebilir. Uydu tarafından iletilen mikrodalga ışının yayınma derecesine sinyal geniş bir coğrafi bölgeden yada
belli bir noktaya odaklanarak sadece sınırlı bir bölgeden alınabilir. İkinci durumda sinyalin daha kuvvetli olması
nedeni ile anten veya çanak olarak kullanılan küçük çaplı alıcılar kullanılabilir.
Uydular, farklı ülkelerde bulunan bilgisayar ağlarını bağlamaktan, aynı ülkenin değişik yerlerinde bulunan ağları
bağlamaya yarayan yüksek hızlı yollar sağlamaya kadar farklı bilgi iletimi uygulamaları için yaygın olarak
kullanılırlar. Şekil 11'de uydudan bilgi alabilen ve yerden uyduya bilgi iletebilen yer istasyonlarına sahip uydu
sistemi gösterilmektedir.
Radyo Frekans Dalgaları ile İletişim
Uydu haberleşmesinde mikrodalgalar kullanılırken, düşük frekanslı radyo dalgaları yeryüzüne yerleştirilen vericiler
ve alıcılar arasında daha sınırlı uzaklıklarda kullanılırlar. Örneğin, kırsal bir bölgeye yayılmış çok sayıda veri
toplayan elemanları / cihazları uzaktaki bir bilgisayara bağlamak veya bir kasabadaki bilgisayarı şehirdeki
bilgisayarlara bağlamak için kullanılırlar.
Geniş bir alana yayılan az sayıdaki istasyona sahip ağlarda iletişim için kablolar kullanmak pahalı olacağından,
radyo dalgaları ile iletim dağıtık bilgisayarlar arasında kablosuz bağlantı sağlamak için uygundur. Bir radyo
vericisi, 'ana istasyon' olarak kablolu sonlanma noktasına yerleştirilir ve her bilgisayarla ana merkez arasında bir
bağlantı sağlar (Şekil12-a). Daha geniş bir kaplama alanı veya daha fazla kullanıcı gerektiren uygulamalar için
çok sayıda ana istasyon kullanılması gerekir. Her bir ana istasyonun kaplama alanının kısıtlı olması nedeniyle,
daha geniş kaplama alanı çok sayıdaki ana istasyonun Şekil 12.b'deki gibi bir hücresel yapı içerisinde
düzenlenmesiyle gerçekleştirilebilir.
Lazer ile Bilgi İletimi
İki bina içinde bulunan yerel alan ağlarının birbirleri ile haberleşmesini sağlamak için binaların çatılarına
yerleştirilen lazerlerden yararlanılabilir. Bu yöntemde, her binanın çatısında lazer ve fotodetektörler bulunur.
Kurulumu kolay olan bu teknik çok yüksek bir bant genişliğini çok düşük maliyete sağlar ve kurulumu kolaydır.
Lazerin sakıncası / kısıtlaması; hava koşullarından, yağmur ve yoğun sisten etkilenmesidir.
Aralarındaki iletişimde seri iletişim kullanılan elemanlar / cihazlar iki gruba ayrılabilir:

Veri devresi sonlandırma elemanları / cihazları.

Veri sonlandırma elemanları / cihazları.
Veri Sonlandırma Elemanı (Data Terminal Equigment - DTE):Veri iletim ortamında bulunan düğümler, 'Veri
Sonlandırma Elemanları' olarak isimlendirilir. En yaygın kullanım DTE elemanı bilgisayarlardır ve seri portları DTE
olarak yapılanmıştır.
Veri Devresi Sonlandırma Elemanı (Data Circuit Terminating Equigment - DCE):İletişim kanalının /
ortamının bağlandığı donanımlar 'veri devresi sonlandırma cihazı' olarak isimlendirilir. DCE donanımına örnek
olarak seri portları DCE olarak yapılandırılan modem'ler verilebilir. Görevi; gönderilecek bilgiyi iletim ortamına
uygun formata getirmek ve iletim ortamından gelen bilgiyi alarak DTE'nin yorumlayabileceği bir şekle
dönüştürmektir.
Çevrebirim
aygıtların
/
elemanlarının
çoğunluğu
DCE
grubuna
girmektedir.
Bu durumda, bilgisayar ağına oluşturan elemanların sisteme bağlanması işlemi; DTE ile DCE arasındaki yerel
bağlantı (DTE-DCE bağlantısı) ve DCE ile iletim ortamı arasındaki uzak bağlantı (DCE-genel telefon hattı
bağlantısı) olmak üzere iki kısımdan oluşur (Şekil 15). Şekil 15.a'da DTE-DCE arasındaki yerel bağlantı ve Şekil
15.b'de DCE-DCE elemanları arasındaki uzak bağlantı şekilleri gösterilmektedir. DTE-DCE arasında asenkron seri
iletişim kullanılması durumunda yalnızca veri iletme ve veri alma sinyallerine ihtiyaç duyulurken, senkron iletişim
kullanılması durumunda modem tarafından üretilen senkronizasyon sinyallerine de ihtiyaç duyulur.(Şekil1)
Şekilde görülen elemanlar arasında bağlantıyı sağlayan terminallerde / konnektörlerde, veri iletimi (TD) ve veri
alınması (RD) için kullanılan hatlar yanında zamanlama (DSR-DCE Ready) ve kontrol (LL ve TM) için kullanılan
hatlar bulunur. Bu hatlar ilerideki kısımlarda detaylandırılacaktır.
Gerek
DTE-DCE
arasındaki,
gerekse
DCE
ile
iletim
ortamı
(WAN)
arasındaki
bağlantılarda
kullanılan
konnektörlerin ve iletişimi sağlayan hatların özellikleri, 'ITU' (International Telecominication Union), EIA
(Electronic
Industries
Assosication)
veya
diğer
standart
organizasyonlar
tarafından
standart
olarak
yayınlanmaktadır. Üreticilerin standartlara uyarak ürettikleri elamanlar yardımı ile bilgisayar ağında bulunan tüm
elemanlar arasındaki bağlantılar sorunsuz olarak gerçekleşebilmektedir.
Fiziksel katman kapsamında tanımlanan bilginin bit dizisi şeklinde iletilmesi işleminde, iletimin sağlanması
amacıyla kullanılan bağlantı elemanları ve bağlantı elemanlarını tanımlamada kullanılan arayüz standartları
aşağıda örnekleri verilen iki grup altında incelenebilir:

WAN oluşturmada kullanılan bağlantı elemanları / arayüz standartları.

LAN oluşturmada kullanılan bağlantı elemanları. / arayüz standartları.
Her iki grup içerisinde tanımlanan standartlardan yaygın kullanılanlara örnek olarak; RS-232-C, V.24, RS-485,
V.35, RJ45, RS-422A, V.10 ve V.11 standartları verilebilir.Örnek verilen standartlardan 'RS-232' veya 'V.28'
isimleri ile bilinen standartlar DTE-DCE arasındaki fiziksel katman standardı olarak kullanılmaktadır. PC'lerde
bulunan seri portlara uyumlu olmasına karşılık, RS-232'nin hız ve mesafe bakımından gelişen ağ teknolojileri ile
ortaya çıkan gereksinimleri karşılayamaması nedeni ile, daha yüksek hızları ve daha uzak mesafeleri tanımlayan
fiziksel bağlantı standartları (RS-422A, RS- 449, vb.) geliştirilmiştir. İşlevleri ISO / OSI'nin fiziksel katmanı
içerisinde tanımlanan bağlantı elemanlarını ve arayüz standartlarını genel özellikleri ile, WAN'ı oluşturmada
kullanılanlar ve LAN'ı oluşturmada kullanılanlar başlıkları altında inceleyelim.
WAN'larda Kullanılan Bağlantı Elemanları ve Arayüz Standartları
Ağda bulunan elemanların (DTE), WAN bağlantısı oluşturacak şekilde yapı oluşturmasına yardımcı olan bağlantı
elemanlarını ve bu elemanların özelliklerini tanımlayan arayüz standartlarını içerir. WAN oluşturmak için
oluşturulacak yapıda DTE-DCE bağlantısı temel olduğundan yaygın olarak bu bağlantıyı sağlayan elemanları /
arayüzleri tanımlar. En yaygın kullanılan standardın RS-232 olması nedeni ile, RS - 232 standardını geniş olarak
inceleyip, diğer standartların genel özelliklerini tanımlayacağız.
RS-232 Seri Bağlantı Elemanı ve Arayüz Standardı / V.24
RS-232 standardı, senkron veya asenkron seri iletişim kullanılarak gönderilen verinin alınması ve iletilmesini
gerçekleştiren cihazlar arasında haberleşmeyi sağlayan bağlantılar için geliştirilmiş bir eleman / standarttır. RS232, günümüzde yaygın olarak kullanılan giriş/ çıkış standartlarından birisidir.
Ağlarda en yaygın kullanılan bağlantı standartlardan birisi olma özelliğindeki RS-232 standardı, ilk olarak EIA
(Electronic Industries Assosiation) tarafından daha bilgisayarın başlangıç zamanları sayılan 1962 yılında
oluşturulmuş, 1963 yılında RS-232A, 1965 yılında RS-232B ve 1969 yılında RS-232C olarak geliştirilmiş, daha
sonra ortaya çıkan gereksinimlere uygunlaştırılarak RS-232D formatına dönüştürülmüştür. RS-232 standardı
çeşitli kaynaklarda 'EIA RS-232' ismi ile tanımlanmaktadır. EIA tarafından tanımlanan ve 'RS-232D' veya 'EIA
232D' olarak bilinen standarda karşılık gelecek şekilde ITU tarafından V.24 standardı / arayüzü tanımlanmıştır.
RS-232 konnektörünün / standardının kullanım alanları aşağıdaki örnekler verilebilir:

Modem bağlantısında,

Veri toplama modüllerinde,

Test cihazlarında,

Kontrol devrelerinde,

İki bilgisayar arasında bağlantı oluşturmada.
RS-232 standardını;

Hatlardaki sinyallerin isimleri ve işlevleri,

Elektriksel karakteristikleri,

Konnektör şekilleri (mekanik yönleri),
başlıkları altında inceleyelim.
RS-232 Standardında Kullanılan Sinyaller Ve İşlevleri:Tasarım sırasında, gelecekte olacak değişimlere uyum
sağlayabilmek için RS-232 standardının mümkün olduğu kadar esnek olması hedeflenmiş ve çok sayıda farklı
sinyal hattı kullanılmıştır. Hala hazırda bu sinyal hatlarının bir kısmı kullanılmaktadır
RS-232C standardında yaygın olarak DB-9 ve DB-25 yapısındaki konnektörler kullanılır ve bu konnektörlerdeki
pinler / hatlar seri bir iletişim için dört grup altında incelenebilir:

Veri (Data).

Kontrol (Control).

Zamanlama (Timing). Elektrik / Toprak / Şase (Ground).

Elektrik / Toprak / Şase (Ground).
RS-232 arabağlaşım standardında bulunan sinyallerin işlevleri aşağıdaki şekilde özetlenebilir:
Veri iletim (Transmit Data - TD):Bilgisayar ile arabağlaşım cihazı (modem) veya iki bilgisayar arasında veri
iletimi için kullanılan hattır/pindir.
Veri alma (Receive Data - RD):İletim hattından gelen verinin bilgisayara giriş yapmasını sağlayan hattır /
pindir.
DTE Hazır (DTE Ready - DTR):Modemin iletim ortamına bağlantı için durumunu ifade eden hattır. Lojik '0'
olması durumunda, modem iletim ortamına bağlı değildir ve modeme bir giriş yoktur.
Veri Terminali Hazır (Data Terminal Ready - DTR):Terminal, modeme haberleşme yapmak için hazır
olduğunu bildirir. Bunun için işaret lojik '0' yapılır. DTE olarak bilgisayar kullanılması durumunda, bilgisayar
açıldığı anda bu uç etkin olur.
Veri Düzeneği Hazır (Data Set Ready - DSR):Modem veri almak için hazır olduğunda bu işareti lojik '1' yapar.
Modem açıldığında bu uç etkin olur.
Veri Gönderme İsteği (Request to Send - RTS):DTE'nin veri gönderme isteğini DCE'ye iletir. Terminal, veri
gönderme isteğini göstermek için RTS işaretini 'lojik 1' yapar. RTS işaretini algılayan modem, telefon hattını
taşıyıcı akım üretecine bağlar.
Gönderim için uygun (CTS - Clear to Send):Modem'in RTS sinyalini algılayarak akım üretecini telefon hattına
bağladığını ve bilgisayardan / terminalden iletilecek verileri iletmeye hazır olduğunu gösterir.
RS-232 Standardının Elektriksel Karakteristikleri:Sinyallerin hatta gerilim olarak yerleştirilmesinde iki farklı
yöntem kullanılır ve iki farklı hat şekillendirilmesi oluşur: Dengeli hatlar ve dengesiz hatlar.
Dengesiz Hatlar (unbalanced line):Sinyalin tek bir hatta tatbik edildiği ve konnektörde bulunan tüm
sinyallerin tek bir toprak hattını referans aldıkları gerilim yerleştirme / gerilim oluşturma yöntemidir.
Dengeli Hatlar (balanced line):Her bir sinyal için, biri diğerindeki sinyalin tersini taşıyan iki hattın (telin)
kullanıldığı gerilim yerleştirme / gerilim oluşturma yöntemidir.
RS-232 standardında,'dengesiz hatlar' yöntemi olarak isimlendirilen yöntemle gerilim / voltaj hatlara yerleştirilir.
Bilgisayar içerisinde bilgi iletiminde lojik '1' değeri için + 5V kullanılırken, lojik ' 0' değerini temsil etmek için şase
seviyesi kullanılır. > 2V değeri lojik '1' olarak algılanırken, < 0,8 gerilim değerleri lojik '0' olarak algılanır (Şekil
3).Bu değerler bilgisayarın dışındaki bilgi iletimi için, bilginin çok uzaklara iletilmesi nedeni ile yeterli değildir.
Bahsedilen yetersizliğe çözüm olarak, iletilecek bilgilerin elektriksel sinyaller şekline dönüştürülmesinde (lojik '0'
veya 'lojik '1' olarak kodlanmasında) 'NRZ' kodlama tekniği olarak isimlendirilen ve daha önceki kısımlarda
açıklanan yöntem kullanılır.
RS-232 standardı ile sinyallerin iletiminde; lojik '1' değeri -3V ile -25V arasında bir gerilim seviyesi ile, lojik '0'
değeri ise +3V ile +25V arasında bir gerilim değer ile tanımlanır. -3V ile +3V arası gerilimler tanımsızdır. Bu
değerlerin kullanılması ile sinyallerin gürültülerden etkilenerek bozulması tolere edilmiş ve bozulmalardan dolayı
bilgi kaybı azaltılmış olur. Özet olarak, RS-232 standardına göre; +3V'tan büyük değerler lojik '0', -3V'tan küçük
değerler lojik '1' ve iki değer arasındaki değerler ise belirsiz değerler / gürültü olarak kabul edilir (Şekil 4).
RS-232 ile tanımlanan sinyal seviyeleri veri hatları ve kontrol hatları için farklı anlama sahiptir. Veri hatları,
+3V'dan büyük olan gerilim seviyelerini lojik '0' olarak algılarken, kontrol hatları +3V'dan küçük olan gerilim
seviyelerini lojik '0' veya 'hata' olarak algılar. Bu durumda, aynı gerilim değeri veri ve kontrol hatları için zıt
anlamları ifade etmesi durumu ortaya çıkar ve bu durum unutulmaması gereken bir noktadır (Şekil 5a),(Şekil
5b).
RS-232'de tanımlanan (lojik '0' ve lojik '1' değerlerini temsil eden) gerilim seviyelerinin mikroişlemciler ile uyumlu
olmaması nedeni ile RS-232 konnektörünü mikroişlemci temelli bir sisteme bağlamak için, hat sürücüleri / alıcıları
(line driver / receiver) olarak isimlendirilen MC 1488, MC1484 veya TSC 232 benzeri gerilim çeviricileri kullanılır.
Bağlantı elemanı ile kullanılacak kablonun en fazla 50 metre, bilgi iletim hızının 20 Kbps olması planlanmıştır.
RS-232 Standardında Kullanılan Konnektör / Arabağlaşım Elemanı Şekilleri:RS-232 C standardı ile
kullanılan yaygın konnektör yapısı 25 tane pine (13 ve 12'li iki sıra olarak) ve D şekline sahip olan DB-25
konnektörüdür. Bilgisayarda yaygın olarak kullanılan DB-25 konnektörüne alternatif olarak, daha küçük yapıya
sahip olan DB-9 konnektörü bulunmaktadır. IBM tarafından geliştirilen 9 pine D şeklindeki görüntüye sahip DB-9
konnektörünün farklı üreticiler tarafından da kullanılması sonucunda, RS 232C standardı ile kullanılan iki farklı
konnektör türü oluşmuştur: DB-25 ve DB-9 (Şekil 21). Bilgisayarlarda DB-9 konnektörü COM1 ve DB-25
konnektörü COM2 olarak tanımlanmakta ve CCIT tarafından V.24 ve V.28 standartları olarak kabul edilmektedir.
DB-25 konnektörü bilgisayarlarda seri iletim portu olarak kullanıldığı gibi, paralel port olarak ta kullanılmaktadır.
Bu durumda, iki farklı iletişim için aynı şekle sahip portun kullanılması durumu oluşur. Ortaya çıkan karmaşıklığı
önlemek için, bilgisayarların arkasındaki paralel port olarak DB-25 dişi konnektörü kullanılırken seri port olarak
erkek DB-25P konnektörü kullanılmaktadır (Şekil 6)
Bu durumda, seri iletim için kullanılacak olan kablonun ucunun dişi (female), bilgisayarın arkasındaki konnektörün
ise erkek konnektör (male) olacağı anlaşılır. Bu işlem paralel bir bağlantı için tam tersi olmaktadır.
Şekil 6:RS-232 standardında kullanılan DB-25 ve DB-9
konnektörleri.
RS232C'nin dezavantajları / kısıtlamaları:

Veri iletim hızı 20 Kbps ile sınırlıdır.

İletim mesafesi en fazla 50 metre'ye kadardır.

RS232C için kullanılan konnektör verimli değildir.

Her 5 devre için bir şase (bir iletken) kullanılması gereklidir.

Konnektördeki sinyaller karışabilir (Cross-talk yapabilir).

Uzak bağlantılarda farklı arabirimlere ihtiyaç duyar.
Bu sakıncaları ortadan kaldırmaya yönelik olarak genelde RS232C'nin elektriksel karakteristiklerine sahip
aşağıdaki standartlar geliştirilmiş bulunmaktadır.

RS422A / V.11

RS423A

RS-449, V.35

X21

EIA 530
Farklı amaçlar için farklı yerlerde kullanılan bu standartları genel hatları ile özetleyelim.
EIA RS-422A ve RS423A / ITU V.11 ve V.10 Arabağlaşım Standartları
RS-232'den daha yüksek veri iletim hızı ve daha kaliteli elektriksel arabağlaşım kalitesi sağlamak amacıyla RS
422A / V.11 (Electrical Characteristics Of Balanced Voltage Digital İnterface Circuits) standardı geliştirilmiştir.
Standart, çift-burgulu kablo kullanılması ve dengeli (balanced) sinyal kullanan verici ve alıcı devreleri bulunması
referans alınarak geliştirilmiştir. Dengeli sinyal kullanan devrelerde, birbirine eşit fakat zıt polarma değerinde
(lojik '0' ve '1' değerlerini temsil etmek için) sinyaller kullanılır. Verici ve alıcıda dengeli sinyaller kullanılması, RS
232'de oluşan gürültü durumunun ortadan kalkmasını sağlar. Bu özellikleri sağlamak için, her bir verici ve alıcı
arasında verilerin gönderilmesi ve alınması işlemlerinde ayrı hatlar kullanılır. Ayrıca lojik '0' ve lojik '1' değerleri
birbirine göre belirlenir. RS-422A / V.11 standardında burulmuş çift kablo kullanılarak sunulabilen iletim
mesafeleri ve hız; 10 m'de 10 Mbps, 100 m'de 1 Mbps ve 1 km'de 10 kbps değerleri ile ifade edilir.
RS-422A / V.11 ile tanımlanan işlemlerin dengesiz devrelerde kullanılmasının sağlanması amacıyla RS-423A /
V.10 standartları tanımlanmıştır. RS-423A / V.10 ile normal şartlarda 10 m'de 100 kbps, 100 m'de 10 kbps, 1
km'de 1kbps uzaklık / hız oranları elde edilir.
EIA RS-449 / ITU V.35 Arabağlaşım Standartları
RS-449 / V.35 standardı, DTE'ler için 48-168 kbps iletim hızı aralığında geniş bantlı senkron modem iletişimi
sağlamak amacıyla tanımlanmıştır. Arabağlaşım elemanı, RS-232D'de kullanılan hatlara ek olarak yeni hatlar
içerir. Ayrıca RS-232'de kullanılan elektriksel işaretlerin dengesi devreler üzerinden iletilmesi yöntemine ek olarak
dengeli devrelerde kullanılmaktadır. Bu özellikler sonucunda elektriksel işaretlerin dengeli ve dengesi iletilmesine
imkan tanıyan, 34 pine sahip olan standart / konnektör oluşur. Diğer bir deyişle, elektriksel sinyaller; RS-232/
V28' de kullanılan dengesiz ve RS-422A / V. 11'de kullanılan dengeli hatlar kullanılarak iletilir. Kontrol
sinyallerinin iletiminde dengesiz hatlar kullanılırken, veri ve zamanlama sinyallerinin iletiminde dengeli hatlar
kullanılır.
CCIT-X21 Arabağlaşım Standardı
X21 standardı, genel kullanıma açık veri iletim hatlarında (Public Data Networks) DTE ile DCE arasındaki
arabağlaşım için CCIT tarafından tanımlanmıştır (Şekil 8). X21 standardı sayısal iletişim ağlarında, tam-çift yönlü
(full dublex) senkron veri iletişimi için gerekli özelliklere sahiptir. Kiralık sayısal hatlar üzerinden nx64 kbps
hızında veri iletimine olanak tanıyan X21 standardında kullanılan 15 pinli konnektör yapısı ve konnektördeki
pinlerde bulunan sinyaller Şekil.9'da görülmektedir.
Şekil 9:CCITT-X.21 standardında kullanılan konnektör
şekli ve pinlerdeki sinyaller.
RJ-45 Konnektörü:RJ-45 konnektörü, Ethernet ve Jetonlu halka ağ cihazlarında bulunan portlarda kullanılan bir
fiziksel arabağlaşım konnektörüdür. RJ-45 konnektöründe bulunan 8 tane uçtan bir kısmı veya tamamı, kullanılan
standarda bağlı olarak kullanılır: Ehernet 10 Base-T'de dört uç kullanılmasına karşılık 100Base-T4 'de sekiz uç
kullanılır. RJ-45'de bulunan pinlerin içerikleri / görevleri ve RJ-45 konnektörünün görüntüsü Şekil 10'da
görülmektedir
Jetonlu Halka-TR Bağlantı Konnektörü:Kullanılan kablonun fiber veya bakır olmasına göre, jetonlu halka
ağlarda kullanılan konnektörün türü değişir. Omurgalı yapılarda tercih edilen fiber optik kablo uygulamalarında
fiber optik konnektörler (SI, SC, vb.) kullanılırken, bakır kablo uygulamalarında RJ-45 veya DB-9 tipi konnektörler
kullanılır.
Fiber Optik Kablo Bağlantı Konnektörleri:Fiber optik kabloların sonlandırılmasında ve cihazlarla bağlantılarının
yapılmasında; ST, SC, MIC, SMA9ct ve Bionic olarak isimlendirilen çeşitli konnektör türlü kullanılmaktadır. Ağda
bulunan cihazın üzerindeki fiber optik yuvanın çeşidine bağlı olarak, fiber optik kablonun sonlandırılma şekli
belirlenir.
Fiber
kablo'da
bağlantı
yapılırken
veya
sonlandırılırken,
kablonun
kıvrım
yapacak
şekilde
bükülmemesine, dairesel olarak eğilmemesine dikkat edilmelidir.
RJ-45 Konnektörünün şekli
RS-485 Bağlantı Konnektörü / Standardı:Fiziksel katmanda daha yüksek iletim hızı ve daha uzak mesafeye
iletim gibi RS-232'nin karşılayamadığı gereksinimleri karşılayacak eleman / standart RS-485'dir.
RS-485 ile kullanılan hatlara yaklaşık 256 düğüm bağlanabilir ve hat üzerinden 300 bps ile 10Mbps arasındaki
hızlarda bit iletimi yapılabilir. İletim yapılan uzaklık birkaç metreden 1.2 Km'ye kadar olabilir.
Endüstriyel iletişim tanımı içerisine giren her yerde kullanılan RS-485 konnektörünün bağlı olduğu hatlar 'dengeli
hat' prensibine göre sinyalleri iletir. RS-485'in uzak mesafelere veri iletebilmesinin altında, dengeli hatların
kullanımı
yatmaktadır.
Ağ kapasitesi iki cihazla sınırlı olmayan ve 256 düğüme kadar birimler arasında iletim sağlayan RS-485 bağlantı
konnektörünün maliyeti düşüktür.
Bilgisayar ağlarında iletilecek bilginin gönderim formatını / çerçeve yapısını (frame tipini) belirleyen ve iletim
sırasında olası hataları kontrol eden / denetleyen işlemler, ISO / ISO 7 katmanlı mimarisinde 'veri bağı
katmanı' olarak isimlendirilen katmanda tanımlanır. Hata bulma / düzeltme işlemlerinin çeşitlilik göstermesi
nedeni ile, veri bağı katmanında gerçekleştirilen işlemlerin özetlenmesinin ardından çerçeve oluşturulması işlemini
açıklanıp, daha sonra çeşitli hata denetleme ve düzeltme yöntemlerini ayrı başlıklar altında inceleyebileceğiz.
Veri Bağı Katmanında Gerçekleştirilen İşlemler
ISO/OSI 7 katmanlı yapının 2. Katmanında bulunan 'veri bağı katmanı' (Data Link Layer -DLL), ağ katmanı ile
fiziksel katman arasında hatalardan arınmış bir iletişim kanalı sağlar.
Gönderilecek verilerin veri blokları şekline dönüştürülmesi işlemi,'çerçeveleme' (framing) olarak isimlendirilir. Ağ
katmanından alınan verilerin çerçeveler (frame) halinde düzenlemesi ve düzenlenen çerçevelerin sıralı olarak
fiziksel katmana iletilmesi işlemleri, DLL'de gerçekleştirilir.
Alıcı olarak çalışan düğüm tarafından alınan çerçevede bulunan verilerin hatalara karşı denetlenmesi, varsa
hataların bulunması, bulunan hataların düzeltilmesi, düzeltilemeyen hatalar bulunması durumunda göndericinin
yeniden bilgi göndermesi için uyarılması, vb. işlemler, 'veri bağı katmanı' tarafından gerçekleştirilen diğer
işlemlerdir.
Veri bağı katmanında gerçekleştirilen işlemler / hizmetler aşağıdaki başlıklar altında toplanabilir:

Başlatma denetimi,

Çerçeve kurma / oluşturma,

Hata denetimi / kontrolü,

İşlem akış denetimi,

Zaman aşımı denetimi,

Hat denetimi.
DLL'de gerçekleştirilen bu işlemleri tanımlayarak, işlemler içinden karmaşık yapılar içerenleri genel hatları ile
detaylandıralım.
Başlatma Denetimi: İletişim için oluşturulan devre / ortam üzerinden iletişimin başlatılması için gerekli
başlangıç değerlerinin atanması işlemi.
Çerçeve Oluşturma: İletilecek verilerin bloklara ayrılması ve blokların başına ve sonuna uygun dizilerin /
değerlerin ve denetim bilgilerinin yerleştirilmesi işlemi (verici ile alıcı arasındaki senkronizasyon bu işlemin
kapsamındadır).
İşlem Akışı Denetimi: Verici ile alıcı arasındaki çerçeve iletiminin hattın ve alıcının işlem hızına göre
uyarlanması, alıcının çerçeveleri almaya hazır olduğunun bildirilmesi ve alıcı tarafından çerçevelerin alındığını
gösteren bilgilendirme (acknowladgement) işlemleri.
Hata Denetimi: Alınan çerçevenin herhangi bir yerinde hata denetimi ve hatanın bulunması durumunda
düzeltilmesi ile ilgili işlemler.
Zaman Aşımı Denetimi: Verici ile alıcı arasında, vericinin gönderdiği çerçevenin alıcı tarafından alındığını veya
iletişim işleminin denetlendiğini gösteren 'onay' (ACK) sinyalinin alınması için geçen sürenin hesaplanması işlemi.
Hat Denetimi: 'Yarı çift yönlü' (half-duplex) iletişim yönteminin kullanıldığı durumlarda; hattın kullanımını /
iletişim sırasını karşı tarafa vermek için gerekli denetimin yapılması işlemi.
Veri Bağı Katmanında Çerçeve Oluşturulması İşlemi
Verilerin iletim ortamından iletilmesi işleminde, daha önceki kısımlarda açıklandığı şekilde asenkron ve senkron
iletişim olarak iki farklı yöntem kullanılır. Asenkron iletişim kullanılarak verilerin bloklar / bit dizileri şeklinde
gönderilmesinde, veri bloklarının başına ve sonuna özel formatta bit dizileri eklenir. Özellikle yüksek iletim hızında
büyük veri bloklarının iletilmesinde asenkron iletişim kullanılması uygun / güvenlikli bir yöntem değildir. Bu
nedenle, verilerin iletiminde senkron iletişim tekniği tercih edilir.
Senkron iletişimde, senkronizasyon işlemi için üç farklı yöntem bulunmaktadır:

Bit (saat-clock) senkronizasyon,

Karakter (bayt) senkronizasyon,

Çerçeve (blok) senkronizasyonu.
Pratikte ise, yaygın olarak iki farklı senkron iletişim kontrol yöntemi kullanılmaktadır: Karakter-eksenli senkron
iletişim ve bit-eksenli senkron iletişim.
1.Karakter-eksenli Çerçeve Oluşturma ve Karakter-eksenli Senkron İletişim
Çerçeve oluşturulurken, temel / referans olarak anlamlı bir karakterin (ASCII veya EBCDIC kodunda) çerçeve
haline getirilmesi hedeflenir. 8 bitle ifade edilen karakterin çerçeve şeklinde ifade edilmesinden sonra, iletim
ortamından iletilmesi amaçlanır. Senkron iletişimde 'başlama' ve 'bitiş' bitleri bulunmaması nedeni ile, karakteri
temsil eden bitler ile birlikte çerçevenin başını ve sonu belirten özel bit dizileri gönderilir. Özel bit dizileri ile temsil
edilen değerler, çerçeve içerisindeki karakterin tanımlanmasında kullanılmaz.
Karakter-eksenli çerçevenin iletişiminde, her bir karakterin başlangıcını belirtmek için kullanılan bit blokları /
dizileri, 'synchronous idle' veya 'SYN' olarak isimlendirilir(Şekil1).Karakterin sonunda kullanılan bit dizisi ise,
'EXT' olarak adlandırılır.
Özel formattaki bit dizileri iki farklı işlemin gerçekleştirilmesine yardımcı olur:

Alıcının, senkronizasyon yapmasına,

Alınan çerçevede, karakteri temsil eden bitlerin başlangıcını ve sonunu belirlemesine.
Karakterin başlangıcını ve sonunu belirten bit dizileri yardımı ile alıcı ile verici arasında senkron iletişim sağlanan
yöntem, 'karakter-eksenli senkron iletişim' olarak isimlendirilir.
Karakter-eksenli senkron iletişimde, Şekil 1'den görüleceği üzere 'STX' ile 'ETX' arasındaki bit dizisi, blok olarak
(asenkron iletişime benzer şekilde) iletilir. 'SYN' kontrol karakteri, alıcının karakter-eksenli senkronizasyonu
yapmasına yardımcı olacak 'STX' bit dizisini (start of frame) bulması için gerekli uyarma işlemini gerçekleştirir.
Şekil 1. Karakter-eksenli senkron iletişim çerçeve formatı.
8 bit uzunluğa ve çerçeve içerisinde karakterleri temsil etmek amacıyla kullanılmayan özel bir değere sahip olan
'STX' (çerçeve karakterinin başlangıcı) dizisini tespit eden alıcı, daha sonraki bitlerin karakterleri temsil etmek için
kullanılan bit blokları olduğunu algılar. Karakterleri temsil eden bit bloklarını, 'EXT' (çerçeve karakterinin sonu) bit
dizisini tespit edinceye kadar almaya ve gerekli işlemleri yapmaya devam eder.
2.Bit-eksenli Çerçeve Oluşturma ve Bit-eksenli Senkron İletişim
İletilmek istenen verinin / bilginin, bit temel alınarak ve bitlerin bir araya getirilip başına ve sonuna özel bit dizileri
eklenerek çerçeve haline getirilmesi işlemi, 'bit-eksenli çerçeve oluşturma' olarak isimlendirilir. Bit-eksenli çerçeve
oluşturma işlemi ile, yalnızca belirli karakterlerin değil çok farklı formattaki bilgilerin iletilmesi mümkün olur.
Bit-eksenli çerçeve oluşturma işleminde, çerçevenin başında veya sonunda genellikle '0x7E' değerine karşılık
gelen (01111110)2 özel bit dizisi kullanılır. Bu dizi içerisinde 6 adet birbirini takip eden '1' bulunur. Bu nedenle,
çerçeve içersinde gönderilecek bitlerden 6 tane veya daha fazla sayıda 1'in arka-arkaya gelmesine müsaade
edilmez. Arka arkaya 5 tane '1' bulunması durumunda 6. bit olarak '0' değeri eklenir ve özel bit dizisinin oluşması
engellenir.
Çerçevenin oluşturulmasında, '01111110' formatına sahip özel bit dizisi 'bayrak baytı' veya 'bayrak formatı'
olarak isimlendirilmesinin yanında, 'açılış bayrağı' (opening flag) veya 'kapanış bayrağı' (clossing flag) olarak
da isimlendirilir. Bu yöntemin bit eksenli olarak isimlendirilmesinin nedeni, çerçevede bulunan bit dizisindeki 'açılış
bayrağı' kısmının, iletilen bit dizisinin ve 'kapanış bayrağı' kısmının bit temelli olarak alınıp işlenmesidir.(
Daha önce bahsedildiği gibi, iletişim ortamının / hatlarının elektriksel olarak çok gürültülü (parazitli) bir ortam
(telefon hatları gibi) olması durumunda; ağ üzerinden iletilen bilgiyi temsil eden elektrik sinyali, çevrede bulunan
diğer elektrikli aygıtlardan yayılan elektromanyetik alanlardan etkilenerek değişebilir. Şimşek çakması gibi
atmosferik olaylar, modemin yanında çalışan bir motor veya iletişim hattında bulunan elemanlardan birinin
uyumsuzluğu, gürültü oluşturarak elektrik sinyallerinde bozulmalara neden olabilir: Lojik 1'i temsil eden elektrik
sinyali alıcı tarafından lojik 0'ı temsil eden elektrik sinyali olarak veya tam tersi şekilde alınabilir. Diğer bir
değişle; bir bilgisayardan diğerine veri iletildiğinde bit hatalarının oluşma olasılığı bulunmaktadır. İletilen bit
dizisinde bir tane bitte hata oluşması durumunda dahi tüm bilgi yanlış anlaşılabilir veya iletilecek bilgi farklı bir
adrese yönlendirilebilir.
Bilgisayar ağlarında bulunan birimler arasındaki veri iletiminde, sadece hatanın olduğunu bulmakla yetinmeyip,
ayrıca verinin hatasız bir başka kopyasının elde edilmesinin sağlanması gerekir.
Sayısal değerler (lojik '0' ve lojik '1') şekline getirilen bilgilerin iletiminde, iki farklı türde hata oluşabilir: Patlama
(burst) şeklinde hata oluşması ve rasgele (random) hata oluşması.
Patlama Hatası Oluşması:Yıldırım oluşması gibi atmosferik olaylar veya oluşan kısa süreli güçlü mağnetik
ortamlar, geçici olarak oluşan olaylar sona erinceye kadar iletim ortamından iletilen bilginin / bitlerin tamamının
etkilenmesine ve değer değiştirmesine neden olur. Olayların oluşumu sırasında iletilen bitlerin bir kısmı değer
değiştirirken, bir kısmı orijinal değerinde kalabilir. Birbirine yakın konumdaki çok sayıda bitin bozulması şeklinde
oluşan bu hatalar, 'patlama hatası' (burst error) olarak isimlendirilir. Diğer bir deyişle; iletimin ortamının
bulunduğu çevre koşulları nedeni ile anlamsız bit dizilerinin oluşması şeklinde ortaya çıkan hatalar, 'patlama
hatası' olarak adlandırılır. Patlama hatası ile, iletim ortamından belirli bir süre içerisinde iletilen tüm bitler
bozulabilir. Bu süre içerisinde alıcı tarafından alınan bitlerin tamamı gerçek olmayan bilgilerdir.
Rasgele Hata Oluşması:İletim ortamından iletilen bilgideki bir veya birkaç bitin bozulması (değer değiştirmesi),
'rasgele hata oluşması' olarak isimlendirilir. Özellikle gürültü nedeni ile bir bitin değer değiştirdiği durumları tespit
etmek ve düzeltme işlemine tabi tutmak kolaydır.İletilen bilgide hata oluşması durumunu tespit etmeye yönelik
olarak yapılan işlemler,'hata kontrolü','hata sezme' veya 'hata denetimi' olarak isimlendirilir. Hata
oluştuğunun tespit edilmesinden sonra bulunan hatanın giderilmesine veya hatasız kopyanın elde edilmesine
yönelik gerçekleştirilen işlemler,'hata düzeltme' işlemleri olarak tanımlanır. Oluşan hatanın düzeltilmesinin
mümkün olduğu durumlar yanında, düzeltme işleminin mümkün olmadığı durumlar oluşabilir. Bu durumlarda,
hatasız bilginin tekrar iletilmesine / gönderilmesine yönelik işlemler gerçekleştirilir.
Hata Kontrolü / Denetimi Yöntemleri
İletim ortamından iletilen bilgiye, verici tarafından hata denetimine yönelik olarak ek bilgiler / değerler eklenmesi
durumunda; alıcıda hata denetimi işlemleri kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Ağda bulunan gönderici tarafından iletilen
bilginin, alıcı tarafından hatasız olarak alındığından emin olmak veya iletilen bilgide hata durumunu kesin
belirleyebilmek için kullanılan çeşitli yöntemler bulunmaktadır.
Çok sayıda hata bulma yöntemi bulunsa da, hata bulma yöntemleri iki grup altında incelenebilir :

İleri hata kontrolü yöntemi (forward error control).

Geri beslemeli hata kontrolü yöntemi (feedback error control).
İleri hata kontrolü yöntemi :'İleri hata kontrolü' yaklaşımında; gönderilen her bir karaktere veya çerçeveye ek
bilgiler yerleştirilir. Bu yaklaşımda, alıcı sadece hatayı fark etmekle kalmaz aynı zamanda alınan bit dizisinde
hatanın nerede olduğunu da belirlemeye çalışır.(iletilen çerçeve bunu saptayacak ek bilgiler içerir). Hatalı kısım
saptandıktan sonra, hatalı bitler tersine çevrilerek hatasız veri elde edilir. Diğer bir değişle, iletilen bilgide oluşan
hatalar alıcıda tespit edilerek gerekli düzeltmeler yapılır.
Geri beslemeli hata kontrolü :'Geri beslemeli hata kontrolü' yaklaşımında; iletilen her karakter veya çerçeve,
alıcının sadece veride hata olduğunu fark etmesini sağlayacak kadar ek bilgi içerir. Diğer bir değişle; alınan
çerçevedeki / bilgideki hatanın yerini saptayacak ve düzeltecek ek bilgiler yoktur. Hata tespit edildikten sonra,
alınan bilginin doğru kopyasının yeniden gönderilmesi için vericiden istekte bulunulur.
İletilen bilginin içeriğindeki herhangi bir bitte oluşan hata 'Bit hata oranı' (bit error rate - BER) ile tanımlanırken,
düzenli tekrarlanan hatalı bit dizisi oluşması durumu 'patlama hatası' (burst) tekniği ile tanımlanır.
Ağ ortamından iletilen bilgide oluşan hatanın çeşidi, farklı hata çeşitleri için farklı hata denetimi yöntemleri
kullanılması nedeni ile önem arz etmektedir. Yaygın olarak kullanılan hata denetimi yöntemlerine örnek olarak
aşağıdaki yöntemler verilebilir:

Yankılama yöntemi,

Eşlik biti (parity) yöntemi,

Blok kontrol krakteri üretimi (Block - sum check krakter) yöntemi,

Çevrimli fazlalık denemesi (Cyclic Redundancy Check - CRC) yöntemi.
1.Yankılama Yöntemi
Yankılama yönteminin açıklanmasına yardımcı olacak en uygun sistem, klavye ile bilgisayar ve monitör arasındaki
iletişimdir. Kullanıcı tarafından klavye ile girilen bir bilgi, bilgisayar tarafından işlenirken aynı zamanda
yankılandırılarak monitörde görüntülenmektedir. Klavyeden girilmek istenen bilgi ile monitördeki bilginin farklı
olması durumunda, 'delete' veya 'backspace' tuşları kullanılarak bilgi silinmekte ve yeni karakter / bilgi girilmesi
istenmektedir. Bu
olayda klavyeden girilen bilgi, bilgisayarda yankılanarak monitörde görüntülenmekte
sağlanmakta ve hatanın düzeltilmesine yönelik işlemler gerçekleştirilmektedir.
Sunucu ve terminal yapısına sahip ağlarda kullanılan hata denetimi aynı temel prensibe dayanmaktadır.
Terminale yazılan bir bilgi, terminalde işlenmesi yanında aynı anda ağ yardımı ile sunucuya iletilir. Sunucu aldığı
bit dizisini işlerken, aynı zamanda terminale geri gönderir (sesin yankılanmasına benzer şekilde) ve terminale
gelen bilginin monitörde görüntülenmesini sağlar. Terminaldeki kullanıcı monitörü takip ederek, yazdığı bilginin
karakterin sunucu tarafından alınış şekli hakkında bilgi sahibi olur. Bunun anlamı; terminalde yazılan ve
kullanılmak istenen bilgi ile sunucu tarafından alınan bilgi arasında hata denetiminin yapılmasıdır. Bu şekilde
yapılan hata denetimi işlemi 'yankılama yöntemi' (echo checking) olarak isimlendirilir.
2.Eşlik Biti Eklenmesi Yöntemi
Asenkron ve karakter-eksenli senkron iletişim yönteminde yaygın kullanılan hata bulma yöntemlerinden birisi,
eşlik biti eklenmesi yöntemidir.'Eşlik bit'i; bir bayt uzunluğundaki bir bilginin iletimi sırasında, iletilen bilgideki
bit'lerde herhangi bir değişiklik olup olmadığını kontrol etmek amacıyla eklenen bir bit'tir.
Eşlik biti; 'çift eşlik' veya 'tek eşlik' biti olarak iki farklı şekilde belirlenmektedir. Çift eşlik biti yöntemi; eklenen
eşlik biti dahil olmak üzere iletilen bilgideki (bir bayt uzunluğunda olabilir) '1' olan bit'lerin sayısının çift yapılması
durumudur. Tek eşlik biti yöntemi ise; eşlik biti dahil olmak üzere iletilen bilgideki 1'lerin sayısının tek yapılması
yöntemidir.
3.Blok Kontrol Karakteri Üretimi Yöntemi
Bilginin bloklar halinde iletildiği durumlarda, bloklardaki bayt ölçüsündeki bilgilerden üretilen eşlik bitlerinin
toplanması sonucunda elde edilen kontrol bitlerinin iletilecek bilgiye eklenmesi sonucu gerçekleştirilen hata
denetimi yöntemidir.
Bayt uzunluğundaki bilgilerin bir araya getirilmesi ile oluşturulan blokta, her bir karakteri temsil eden bit
dizisinden tek veya çift eşlik biti üretilir (Şekil4).Şekil 4'de, her bir bayt için tek eşlik yöntemi ile üretilen eşlik biti,
çerçeve içeriğini oluşturan bit dizilerine eklenir. Eklenen bu eşlik bitleri 'sıra eşlik biti' (row parity) olarak
isimlendirilir. Bu işlem bazı kaynaklarda, 'yatay fazlalık kontrolü' (vertical redundancy check -VRC) olarak
isimlendirilir.
Bayt uzunluğundaki bit dizileri alt-alta düşünülerek, her bir kolondan 'çift eşlik' yöntemine göre bir eşlik biti
üretilir. Bu arada, her bir satırda yerleştirilen eşlik bitlerinden de bir bitlik eşlik biti elde edilir. Üretilen bu bitler,
'blok kontrol karakteri' veya 'toplama denemesi kontrol karakteri' (sum check code) olarak isimlendirildiği
gibi, 'boyuna fazlalık denemesi' (Longitudional redundancy check-LRC) olarak ta adlandırılmaktadır.
Şekil 4'te açıklanan yöntemde, her bir satır için tek eşlik biti ve her bir kolon için çift eşlik olması nedeni ile, hatalı
bitler oluşması durumunda hatanın yerini bulmak mümkündür. Hatalı bitlerin yerlerinin bulunması sonucunda
'hata düzeltme' işlemi uygulanabilir.
Hata Düzeltme Yöntemleri
Bilgisayar ağlarında bilginin iletimi sırasında oluşan hataları denetleyerek tespit edilmesine yönelik işlemler kadar,
hataların
düzeltilmesine yönelik olarak gerçekleştirilen
işlemlerde önem
arzetmektedir.
Hataların
tespit
edilmesinden sonra, hatasız bilgiye ulaşmak için vericiye istekte bulunulabileceği gibi, hatalı kısımların
düzeltilmesine yönelik işlemler gerçekleştirilerek ve oluşan hatalar düzeltilerek orijinal bilgi elde edilebilir. Bu
durumda, hataların düzeltilmesi için kullanılacak yöntem ile hatanın tespiti / denetimi için kullanılan yöntemler
arasında bire-bir ilişki bulunduğu anlaşılır. Hata düzeltme işlemlerinde temel olarak üç hata düzletme yöntemi
bulunmaktadır:

Sembol yerine koyma,

Tekrar iletim,

İleriye dönük hata düzeltme.
Hata denetimi için 'geri beslemeli hata kontrolü' yönteminin kullanıldığı durumlarda, hatanın tespitinden sonra
yapılacak işlemin; vericiden bilgiyi tekrar göndermesini istemek şeklinde olması kaçınılmazdır. Diğer taraftan,
'ileri hata kontrolü' yöntemi kullanılması durumunda; alıcıda hata tespitini takiben hataların düzeltilmesine yönelik
işlemlerin yapılabileceği açıktır.
'Otomatik tekrar isteği' yönteminin uygun olmadığı durumlarda (vericideki verinin sürekli değiştiği veya hatların
uzun süre meşgul edilmesinin istenmediği durumlar gibi), bilgide oluşan hataların belirli bir ölçüye kadar alıcıda
düzeltilmesi gerekir. Düzeltme işleminde, hata denetimi için çerçeveye eklenen ek bilgilerden (eşlik biti, CRC, vb)
faydalanılır. Burada tanımlanan farklı hata düzeltme yaklaşımlarını genel hatları ile açıklayalım.
1.Sembol Yerine Koyma İle Hata Düzeltme Yöntemi
Sembol yerine koyma yöntemi; alıcı tarafından alınan veriyi analiz edecek ve verinin doğruluğu hakkında karar
verecek bir insanın söz konusu olduğu ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Sembol yerine koyma
işleminde, bir karakterin hatalı alınması durumunda; daha karmaşık bir hata düzeltme tekniğine başvurmak veya
hatalı karakteri ekranda görüntülemek yerine hatalı karakterin bulunduğu yere soru işareti (?) gibi önceden
tanımlanmamış bir karakter konulur. Alıcı tarafındaki kullanıcının hatalı karakterin doğru karşılığını bulamaması
durumunda tekrar iletim gerekli olur. Örneğin, 'isim' mesajının ilk karakterinde hata oluşması durumunda ekranda
'?sim' bilgisi oluşur. Böyle bir hata durumunda kullanıcının hatayı anlaması ve hatayı düzeltmesi kolaydır.
Kullanıcının doğru mesajı bulması durumunda tekrar iletime gerek yoktur. Buna karşılık, '?000.00$' şeklinde bir
mesajın alınması durumunda kullanıcı doğru karakteri anlayamaz ve tekrar iletim kaçınılmaz olur.
2.Otomatik Tekrarlama İsteği İle Hata Düzeltilmesi Yöntemi
Bilgisayar ağında bulunan bilgisayarlar arasında bilgi iletişiminde, verici konumundaki bilgisayar bilgiyi seri iletim
hattını kullanarak elektrik sinyalleri şeklinde iletmekte ve alıcı konumundaki bilgisayar bilgiyi alarak, bilgi üzerinde
hata denetimi işlemini gerçekleştirmektedir. Hata denetimi sonucunda iki farklı durum oluşabilir: Hatasız bilgi
alınmasının anlaşılması ve hata oluştuğunun tespit edilmesi.
Alıcıda kullanılan hata denetimi yönteminin uygulanması sonucunda, alınan bilgide hata olmadığı anlaşılması
durumunda, vericiye bilginin hatasız olarak alındığını belirten 'bilgilendirme onay' (acknowledgement - ACK)
mesajı iletilir. 'ACK' mesajını alan verici, mesaj ile işlemleri bitirir.
Alıcıdaki hata denetimi işlemleri sonucunda, alınan bilgide hata oluştuğu anlaşılırsa; bilginin tekrar gönderilmesi
isteğini belirten 'istek' mesajı vericiye gönderilir. Alıcının hataları tespit etmesi / sezmesi sonucunda vericiden
bilgiyi tekrar göndermesi isteğinde bulunduğu işlemler, 'otomatik tekrar isteği' (automatic repeat request-ARQ)
olarak isimlendirilir.
'Otomatik tekrarlama isteği -ARQ' işlemi ile, verici daha önceden gönderdiği bilgiyi tekrar göndermesi yönünde
bilgilendirilmiş olur ve ilgili bilgiyi tekrar iletir. ARQ terimi, tekrar iletim için otomatik istek anlamına gelen eski bir
telsiz iletişim terimidir. ARQ yöntemi, güvenilir bir hata düzeltme yöntemi olmasına karşılık her zaman en verimli
yöntem değildir.
ARQ yönteminin kullanıldığı iki farklı yöntem bulunmaktadır: 'Kesintili istek' (idle reguest-idle RQ) ve 'devamlı
istek' (continous request).
'Kesintili istek' yöntemi, krakter-eksenli veya bayt-eksenli veri iletişiminde kullanılır. Bir çok uygulamada yerini
daha etkin bir yöntem olan 'devamlı istek' yöntemine bırakmasına rağmen, bir çok veri katman protokolü basit
yapıda hata düzeltme işlemleri içermesi nedeni ile 'kesintili istek' yöntemine dayanan yapıları kullanmaya devam
etmektedir. Kesintili istek yöntemi, 'Dur ve bekle' yöntemi olarak ta isimlendirilmektedir.
'Sürekli istek' yöntemi, 'kesintili istek' yöntemine göre daha etkin bir yöntemdir. Bit - eksenli iletişim ile kullanılan
yöntemin, iki farklı uygulanış şekli bulunmaktadır: 'Seçmeli tekrarlama' (selective repeat) ve 'N-çerçeve geriye
giderek tekrarlama' yöntemleri.
'Idle RQ' yönteminde; verici tarafından bir çerçeve gönderilmesini takiben alıcıdan 'ACK' mesajı beklenir. 'ACK'
mesajı alındıktan sonra yeni bir mesaj gönderilir. İletilen mesajın kaybolması halinde 'kilitlenme' durumu oluşur.
Böyle bir durumda, alıcı yeni mesajı beklerken, verici 'ACK' mesajının gelmesini beklemektedir. 'Kilitlenme'
durumu, belirli bir zaman içerisinde 'ACK' sinyalinin alınmaması halinde bilginin tekrar gönderilmesini sağlayacak
bir algoritma oluşturularak çözümlenir.
'Sürekli istek' yönteminde; verici bir yandan çerçeveleri / bilgileri iletirken, diğer taraftan da daha önce göndermiş
olduğu çerçevelere ait 'ACK' bilgilerini alır. Daha önce gönderdiği çerçevelerden birisine ait 'ACK' bilgisini
almaması durumunda ilgili çerçeveye kadar (N sayıda) geriye döner ve ilgili çerçeveyi yeniden gönderir.
.İleriye Dönük Hata Düzeltme Yöntemi
İleriye dönük hata düzeltme (forward error check - FEC), tekrar iletim gereksinimi yaratmaksızın alıcıda hataları
bulan ve düzelten tek hata düzeltme tekniğidir. Bilginin hatalı olduğunun tespit edilmesi sonucunda tekrar bilgi
iletimin zor olduğu uygulamalarda hatanın alıcıda düzeltilmesine çalışılır. Gerekli bilgilerin bulunması durumunda,
bilgideki hatalar belirli bir ölçüye kadar düzeltilebilir. Bu yöntem, özellikle yeniden iletimin önemli zaman
gecikmesine neden olduğu durumlarda kullanılır. İleriye dönük hata düzeltme yönteminin kullanıldığı durumlarda
yaygın olarak 'Hamming uzaklığı' kodlama tekniği kullanılır.
Veri bağı Katmanında Tanımlanan Alt Katmanlar ve Protokoller
Önceki kısımlarda anlatıldığı üzere veri bağı katmanı, çerçeveleme (framing) ve hata denetimi olmak üzere iki
temel işlemi gerçekleştirir. Bu temel işlemler yanında güvenli / bağlantı- eksenli bir bağlantı hizmeti, hata
düzeltmesi, akış kontrolü ve hat denetimi işlemleri veri bağı katmanında gerçekleştirilir. Veri bağı katmanında
gerçekleştirilen
işlemlerin
çeşitliliği,
veri
bağı
katmanın
iki
alt
katman
şeklinde
tanımlanması
sonucu
doğurmuştur: 'Ortam Erişim Alt Katmanı' (Medium Access Control Sublayer- MAC) ve 'Mantıksal Bağ Denetim Alt
Katmanı'(Logical Link Control Sublayer - LLC).
Veri bağı katmanında gerçekleştirilen işlemlerden, çerçeveleme hata denetimi ve iletim ortamına erişim işlemleri
MAC alt katmanında gerçekleştirilirken / tanımlanırken, diğer veri katmanı işlemleri (bağ kurulması, akış kontrolü,
hata düzeltme, çerçeve sıralaması, vb.) LLC alt katmanında gerçekleştirilir.
MAC alt katmanında, LAN teknolojileri / Protokolleri olarak bilinen yapılardaki işlemler açıklanır. LAN teknolojileri
olarak;

'CSM / CD' ortam erişim yöntemi,

'Jetonlu yol' ortam erişim yöntemi,

'Jetonlu halka' ortam erişim yöntemi,
kullanılmaktadır.
Terminaller arasında iletişimde kullanılacak rota, ağın kurulması sırasında sabit olarak belirleneceği gibi, ağa yeni
eklenen terminaller / anahtarlama merkezleri sonucunda oluşan yeni yapıya göre belirli aralıklarla yenilenebilir.
Bu durumda iki farklı yönlendirme metodu oluşur: Statik yönlendirme metodu ve adaptif yönlendirme metodu.
Hangi yönlendirme metodu kullanılırsa kullanılsın, ağ katmanında tanımlanan işlemlerden birisi; iletilmek istenen
bilginin hedefine / doğru adresine ulaşmasını veya hedefini bulmayan paketlerin ağdan kaldırılmasını sağlamaktır.
Ağ katmanı belirtilen hususlara çözümler sunarken, iletilen paketin / çerçevenin en uygun yolu kullanarak ve en
uygun düğümler arasından geçerek alıcısına ulaşmasını sağlayacak hizmetler sunar. Ağlar arası yönlendirme,
tıkanma kontrolü, mantıksal adreslerden fiziksel adreslere dönüşüm, kullanıcılar tarafından gönderilen paketlerin
sayımı, vb. görevler / hizmetler ağ katmanı tarafından gerçekleştirilir. Ağ katmanının sunduğu hizmetler ve
gerçekleştirdiği görevler açıklanırken aşağıdaki konuların incelenmesi gerekmektedir;

Ağ katmanı servisleri,

Yönlendirme ve aktarma,

Adresleme,

Servis kalitesi (quality of servis),

Maksimum paket / mesaj uzunluğu,

Akış / çarpışma kontrolü ve hataların raporlanması.
Ağ katmanı tarafından sunulan hizmetleri ve bu hizmetler ile ilgili konuları genel hatları ile inceleyelim.
Yerel alan ağlarında terminaller / DTE'ler arasında iletişim kurulurken ve paketler / çerçeveler yönlendirilirken,
MAC alt katmanında tanımlanan adresler kullanılır. Yönlendirme işlemlerinde sabit tablolar kullanılabileceği gibi,
sıkça değişen yapıya sahip dinamik tablolarda kullanılabilir. Bilgiyi gönderen istasyon ile, bilginin iletilmek
istendiği adres / adresler arasındaki iletişim birbirinin tersi olan iki formattan / mod'dan biri kullanılarak iletilir:
Bağlantı - eksenli iletim modu (connection-oriented mode) ve bağlantısız-eksenli iletim modu (connectionlessoriented mode).
Bu iki iletim modunu genel hatlar ile özetleyelim.
Bağlantı-Eksenli İletim Modu
Gönderici terminal, iletime başlamadan önce alıcıya 'bağlantı kurma istek paketi' olarak isimlendirilen özel bir
paket / mesaj gönderir. Bu özel mesajı iki terminal arasında bulunan arabirimler / düğümler üzerinden geçerek
hedefine ulaşırken, mesajın izlediği yol üzerinde bulunan düğümlerdeki / arabirimlerdeki veri tabanlarına mesajın
takip ettiği yol kaydedilir. Takip edilen ve kayıt altına alınan rota, 'sanal devre' (virtual circuit) olarak
isimlendirilir. Özel mesajı alan alıcı terminali sanal devre üzerinden isteğe bir cevap (olumlu veya olumsuz)
gönderir. Bağlantı-eksenli iletim modunda yukarıda açıklanan işlem gerçekleştirilirken, aşağıda özetlenen
servislerin sağlanması beklenir:

İletim birimlerine izin için ağ adreslerini sağlamak,

Ağ katmanı bağlantıları üzerinden 'Ağ servisi veri birimlerini / N-SDU' (Network-service-data-unit) iletmek.

İletim / anahtarlama birimlerine hataları bildirmek,

İletim-birimi tarafından istenmesi durumunda 'N-SDU'ları sıralamak,

İletim-birimi tarafından istenmesi durumunda akış kontrolü sağlamak,

İletimde bulunan tüm N-SDU'ların atılmasını sağlayan sıfırlama servisi sağlamak,

Ağ katmanı bağlantısını kesmek,

İletim birimi tarafından istenmesi durumunda veri alındığını onaylamak,

Seçilen hizmet / servis kalitesini sağlamak ve sürdürmek.
Alıcı ve verici arasındaki rotayı / yörüngeyi belirlemeye yardımcı olması amacıyla kullanılan 'bağlantı istek paketi'
ve 'cevap bilgisi' mesajı üzerinde, hizmet / servis kalitesini belirleyen bilgi aktarım hızı, ağ gecikmesi, hata oranı,
vb. parametreler saklanır. Bağlantı kurmak isteyen terminal, istediği hizmet kalitesini belirtirken, alıcı
sağlayabileceği hizmet kalitesini yanıt olarak gönderir. Verici ve alıcının iletişimde kullanılacak servis kalitesi
üzerinde anlaşamamaları durumunda bağlantı ortadan kaldırılır. Anlaşmaları durumunda iletişime başlarlar.
Şekil 2'de bağlantı eksenli iletişime örnek bir yapı görülmektedir. Sunucu C, iletişim yapmak istediği sunucu D ile
aralarındaki bağlantıyı kullanarak iletmek istediği bilgiyi iletir. Bağlantı-eksenli iletim modunda, iletilecek
paketlerin / çerçevelerin üretildikleri sırayla sanal devre üzerinden iletilmeleri nedeni ile paketlerin alıcıya ulaşım /
erişim sırası üretildikleri sıra ile aynıdır.
Yukarıda özetlenen bağlantı-eksenli iletim moduna örnek olarak ATM (Asenkron Transfer Mode) ve X.25 protokolü
verilebilir.
Bağlantısız Eksenli İletim Modu
İletilmek istenen her bir paketin bağımsız olarak değerlendirildiği ve ağın sahip olduğu koşullara bağlı olarak
mesajın / paketin alıcına en uygun yoldan iletildiği iletim yöntemi / hizmet şekli, 'bağlantısız -eksenli iletim
modu' olarak isimlendirilir. Bu iletim modunda gönderici ile alıcı arasında kurulan bağlantının sadece iletim
süresince kurulması nedeni ile 'bağlantısız-temelli / eksenli' olarak tanımlanmaktadır. Bağlantısız-eksenli
iletimde iletilen bilgi paketleri / çerçeveleri, 'datagram' olarak isimlendirilir ve 'datagram' olarak isimlendirilen
paketler vericiden alıcıya farklı yolları / yörüngeleri takip ederek ulaşabilir. Bu durum, iletilen paketlerin iletim
sırasından farklı sıra ile alıcıya ulaşabileceği anlamına gelir (Şekil 3).
'Bağlantısız-eksenli iletim' modunda çalışılması durumunda ağ katmanında aşağıda özetlenen hizmetler sağlanır.

Belirlenen maksimum ölçülerde N-SDU'ların iletilmesi,

İletim katmanı birimleri için yerel / dahili hata uyarımı yapılması,

İstenen / seçilen servis kalitesinin sağlanması.
Özetlenen işlemleri sağlamak ve iletim katmanı birimleri için en önemli işlemler olan aktarma (relaying) ve
yönlendirme (routing) işlemlerini gerçekleştirmek amacıyla ağ katmanının bir kısım fonksiyonları sağlaması
gerekir. Fonksiyonlardan birisi; yönlendirmeyi sağlamak amacıyla gönderici ve alıcı iletim katmanları arasında
belirli sayıda veri devresi sağlanmasıdır. Kurulması istenen veri devresi için seçenekler sınırlı olsa da, gönderici ile
alıcı arasında doğrudan bir bağlantının bulunması veya kurulabilmesi önemlidir.
Yönlendirme ve Aktarma İşlemleri - Yönlendirme Algoritma ları
Bağlantı-eksenli veya bağlantısız eksenli iletim modlarında gerçekleştirilen işlemleri sağlamak için, ağ katmanının
bir çok fonksiyonu yerine getirmesi gereklidir. Gerçekleştirilmesi gereken fonksiyonlardan en önemli iki tanesi;
yönlendirme (routing) ve aktarmadır (relaying).
Yönlendirme; bir düğümün alıcı adresi belli olan bir paketi en uygun komşu birime iletmesi olarak tanımlanabilir.
Yönlendirme fonksiyonunu gerçekleştirmek için göndericinin ağ katmanının, alıcının adresi ile alıcıya ulaşılabilecek
en uygun yolu / rotayı bilmesi gerekir. İki sistem arasındaki iletişimi sağlayacak hattın sabit olarak bulunduğu
veya geçici olarak kurulacağı kabul edilir.
İki terminalin 'anahtarlama merkezleri' yardımı ile iletişim kurması (Şekil 1) veya iletişim kurulacak ağların
birbirinden farklı olması (Şekil 4) çözülmesi gereken karmaşık durumların ortaya çıkmasına neden olur.
Adresleme ağlar arasında farklı olabileceği gibi, bir ağ diğerinin paketlerini kabul etmeyebilir. İletişim kuracak
ağların farklı olması durumuna Şekil 4'deki yapı örnek olarak verilebilir. Şekil 4'deki yapıda, arabağlaşım
elemanları birer terminali ile uç sistemlere bağlı iken, birer terminallerinde X.25 iletim ortamına bağlıdırlar. Farklı
yapılara sahip sistemler arasındaki iletimde kullanılan X.25 protokolü ile ilgili işlemleri / fonksiyonları sağlamak
için ağ katmanında tanımlanan yönlendirme ile ilgili işlemlerin gerçeklenmesi gerekir.
İletişim kurulacak ağlardan birisi 'jetonlu halka' yapısında TOP protokolünü kullanan LAN, diğeri MAP Ethernet
LAN yapısı kullanan bir fabrika üretim elemanı / cihazı olabilir. İki sistem arasındaki iletim X.25 'paket
anahtarlamalı devre' üzerinden gerçekleştirilmektedir
Statik Algoritma Kullanılarak Yönlendirme İşlemi:
Ağın kullanımı sırasında yönlendirme ile ilgili tabloların birimler / cihazlar içerisine yerleştirildiği yöntem, 'statik
algoritma kullanılarak yönlendirme' olarak isimlendirilir. Yönlendirme tabloları oluşturulurken, referans alınan
kriterler dikkate alınarak en uygun iletişim rotası tablolara kaydedilir ve değiştirilmediği sürece sabit olarak kalır.
Şekil 5'teki yapıya sahip bir ağda, iletilecek verilerin takip edebileceği birden fazla rota bulunmaktadır. Bu
nedenle her bir terminal / istasyon için mesaj iletilebilecek rotaların yol maliyeti, her bir hedef istasyon için ayrı
olacak şekilde hesaplanır. En düşük maliyete sahip rotalara göre yönlendirme tablosu oluşturulur.
Örnek olarak B düğümüne ait farklı istasyonlarla iletişim için uygun yol / rota hesaplanması yaparak yönlendirme
tablosunu oluşturursak aşağıdaki tablo oluşur. İstasyonlar arasında bulunan hatlardaki sayılar gecikme değerlerini
göstermektedir.





Dinamik / Adaptif Algoritma Kullanılarak Yönlendirme İşlemi:
İstasyonlarda oluşturulan yönlendirme tablolarının ağ trafiği ve ağ topolojisi izlenerek güncelleştirildiği
yönlendirme işlemi, 'dinamik veya adaptif algoritma kullanılarak yönlendirme' olarak isimlendirilir. Adaptif
algoritma kullanan terminaller, ağ içerisindeki konumlarını bildiren 'durum paketlerini' peryodik olarak ağda
yayınlarlar. Tabloların 'durum paketlerinin' taşıdıkları bilgilere göre sürekli olarak güncellenmesi nedeni ile ağdaki
geçici tıkanma sorunlarına kendiliğinden çözüm üretilir.
Kullanılan topolojiye göre kullanılacak dinamik algoritmanın denetimi iki farklı şekilde gerçekleştirilir: Merkezi
kontrollü ve dağıtılmış kontrollü.
Yıldız topoloji benzeri merkezi kontrole sahip ağlarda kontrol işlemlerinin tek bir terminal tarafından yapılması
nedeni ile yönlendirme algoritması, ağ kontrolünü sağlayan terminal tarafından yürütülür. Ağda oluşan
değişimler, merkezi kontrolü sağlayan terminal tarafından ağda bulunan düğümlere iletilir ve yönlendirme
tablolarının
güncellenmesi
sağlanır.
Dağıtılmış kontrol kullanan ağ topolojilerinde, her bir düğümde bulunan yönlendirme tablosu içinde bulunduğu
terminal tarafından güncellenir ve yönetilir. Her bir düğüm, ağda bulunan düğümlerden (komşularından) gelen
'durum paketlerini' kullanarak yönlendirme algoritmasını yürütür ve sahip olduğu yönlendirme tablolarını
günceller.
Ağ Katmanında Adresleme İşlemi
Ağ içerisinde bulunan birimler (düğümler / terminaller / istasyonlar) tarafından ilgili elemanı tanıtmak amacıyla
kullanılan 'Ağ servisleri erişim noktası / N-SAP' (Network-service-access-point) adresinin tüm ağ tarafından
anlaşılacak bir formata sahip olması gereklidir. Ağın yalnızca tek bir omurgadan oluşması veya basit bir yapıya
sahip olması ve dışarı ile iletişim kurmasına ihtiyaç duyulmaması durumunda, adreslerin basit yapıda olması ve
adreslerin yalnızca ağ içerisindeki birimler tarafından tanınması yeterlidir. Ağın farklı yapılara sahip sistemler ile
ilişki kurması (örneğin LAN'ların X.25 WAN'lar ile ilişki kurması) ve İnternet üzerinden geniş bir alan yayılması
durumlarında; her bir ağın adresleme yapısı farklı olacaktır. Bu durumda, bir ağda kullanılan adres yapısı (ağ
bağlantı noktası adresi - network point of attachment - NPA) İnternete bağlı diğer ağlar / sistemler tarafından
anlaşılamaz. Bu probleme çözüm olarak; tüm ağlar tarafından tanınan bir adres yapısı kullanılır veya farklı adres
yapılarının ağ katmanı tarafından tanınıp aralarında dönüşüm yapılarak, farklı yapılara sahip ağların birbirleri ile
iletişim kurması sağlanır.
Servis Kalitesi (Quality of Service)
Ağı oluşturan her bir erişim noktası (NSAP) tarafından istenen servis kalitesinin, ağın sahip olduğu servis kalitesi
parametreleri ile ilişkili / uyumlu olması gereklidir. Pratikte, ağı oluşturan elemanların sağladıkları veya
sağlamaları istenilen servis kaliteleri ve elemanların sahip oldukları özellikler, ağ servis kalitesinin oluşmasında
önemli bir etkiye sahiptirler. Bu nedenle ağı oluşturan elemanların, ağdan istenen ve ağ katmanında tanımlanan
servis kalitesini sağlamaları zorunludur. Ağın sağladığı servis kalitesini belirleyen parametreler olarak; belirli bir
düğüme / adrese datagramların ulaşması için geçen süre, dışarıdan ağa istenmeyen müdahalelerin gözlenmesi ve
datagramların değiştirilmesinin engellenmesi işlemleri, gerçekleştirilen işlemlerin maliyeti, tahmini hata olasılığı,
düğümler ile ilgili öncelik işlemleri, vb. parametreler sıralanabilir.
Ağı oluşturan alt-ağlar tarafından sağlanan servis kalitelerinin farklı olması nedeni ile, çok sayıda ağın bir arada
kullanıldığı durumlarda her bir ağın sağlayabildiği / istediği servis kalitesinin bilgi olarak iletişim kurulan ağlara
iletilmesi gerekmektedir. Bu gereksinimi karşılamak ağ katmanı tarafından sağlanan servisler arasındadır.
Maksimum Paket / Çerçeve Uzunluğu
Farklı ağlarda maksimum paket uzunluğu aşağıda açıklanan etkenlere bağlı olarak değişiklik gösterir:
Bit Hata Oranı : Ağda yüksek bit hata oranı bulunması durumunda paket uzunluğu küçültülerek paketlerin
oransal olarak büyük bir kısmının hatasız olarak alıcısına ulaşması sağlanmaya çalışılır.
İletişim Gecikmesi : Paketlerin uzunluğunun artması, iletim için bekleyen paketlerin daha uzun süre iletim için
beklemesine neden olur.
Tampon Gereksinimi : Kısa paket uzunluğu, sırada bekleyen paketler için daha az bellek / tampon gereksinimini
ortaya çıkarır.
Başlık İşlemesi : Paket uzunluğunun kısalması, her bir mesajın iletimi için gerekli paket sayısının artmasına ve
daha fazla sayıda paket başlığı işlemesine neden olur.
Maksimum paket uzunluğu yerel ağlarda genel olarak 128 bayt ile 8000 Bayt arasında değişmektedir. Tek bir ağ
içerisinde kullanılan paket uzunluğu bilindiğinden ve paket uzunluğu sabit olduğundan iletilecek mesajların
parçalanarak (segment veya fragment) küçük paketlere dönüştürülmesi işlemi gerçekleştirilir. İnternet gibi çok
fazla sayıda ağı içeren sistemlerde ise, her bir ağın paket uzunluğu farklı olabileceğinden; arabağlaşım
cihazlarındaki ağ katmanı tarafından tüm ağlar için geçerli olan mesajların paketlere ayrılması (segmantation) ve
parçalara ayrılan mesajların birleştirilmesi (reassembly) işlemleri gerçekleştirilir.
Akış / Çarpışma Kontrolü ve Hataların Raporlanması
Özellikle dinamik algoritmanın kullanıldığı durumlarda ağda iletişim sırasında, datagramların alıcısını bulamaması
ihtimali bulunmaktadır. Alıcısını bulamayan datagramlar yollarını / rotalarını kaybederek çevrime girebilirler ve
hatları uzun süre meşgul edebilirler. Bu durum ağda gecikmelere, tıkanmalara ve çarpışmalara neden olabilir. Bu
durumun önüne geçmek için, ağda yolunu kaybeden ve çevrime girerek ağ içerisinde gelişigüzel dolaşan
datagramların yok edilmesi gerekir.
Yolunu kaybeden datagramların yok edilmesi işleminde, datagramların baş kısmında bulunan ve 'zaman
göstergesi' veya 'yaşam süresi' olarak isimlendirilen alanda bulunan değerden faydalanılır. Gönderici istasyon
tarafından datagramdaki bu alana bir değer yazılır ve datagram terminallerden / düğümlerden geçerken bu
alanda bulunan değer kontrol edilerek azaltılır (1 düşürülür). 'Yaşam süresi' olarak belirtilen değer '0' değerine
düşmüş ise, düğüm aldığı datagramı iletmez ve ortadan kaldırır.
Bir düğüme ve iletim ortamına iletim kapasitesinden daha çok datagram / paket gelmesi durumunda ilgili birimde
/ elemanda / ortamda 'tıkanma' (congestion) veya 'şişe boğazı' (bottle neck) olayları oluşur. Belirtilen olayların
oluşması ağ performansını düşürür ve datagramların iletim süresi uzar. İstenmeyen bu olayların oluşmaması için,
gelen yeni paketlerin kabul edilmemesi, düğümlerden ürettikleri paket sayılarının düşürülmesinin istenmesi, kabul
edilen datagram sayısının sınırlandırılması, vb. çözüm işlemleri gerçekleştirilir.
Hata raporlanması işlemleri, her bir ağ veya protokolde farklı şekilde gerçekleştirilir. Bu nedenle, ağda kullanılan
tüm protokoller için geçerli olan ve tüm protokoller tarafından anlaşılabilen bir hata raporlanması işleminin
gerçekleştirilmesi gerekir. Hata raporlanması, arabağlaşım elemanlarında gerçekleştirilen arabağlaşım işlemleri
yardımı ile yapılır.
Ağ Katmanında Tanımlanan Protokoller
Ağ katmanında tanımlanan servisler ve fonksiyonlar referans alınarak geliştirilen protokollere örnek olarak IP
protokolü ile birlikte CCITT X.25, X.28, X.29, X.3 protokolleri gösterilebilir.
X.25 Paket Anahtarlamalı Ağ Protokolü
Paket anahtarlamalı ağ olarak tanımlanan servisleri sağlayan X.45 protokolü, DTE ve DCE'ler arasındaki iletişimi
yönlendiren kuralları tanımlar.
X.25 protokolü, ağ katmanı eşdeğeri olarak 'paket katmanı' olarak tanımlanan bir yapıya sahiptir. Bunun nedeni,
alt katmanlarda oluşturulan mesajların veri / bilgi alanı içeriğinin ağ katmanında oluşturulmasıdır. Ağ katmanında,
4. katman olarak tanımlanan iletim katmanında gelen mesaja 'başlık' alanı olarak isimlendirilen ve mesaj tipini
gösteren 'önek' eklenerek, alt katmanda oluşturulacak mesajın bilgi / veri alanı oluşturulur (Şekil 7).
X.25 protokolü uç sistemler arasında sanal bir devre bağlantısı sağlayarak, iletişim için gerekli işlemleri
gerçekleştirir ve devrenin kullanımından sonra bağlantıyı kaldırır. Bu işlemler sırasında uygun paket değişimi için
gerekli işlemler sağlanır. İletilen paketler gönderici ve alıcı terminallerine ait ağ adreslerini içerir ve sanal
devrenin bir kere kurulması ile devre kurulması sırasında oluşturulan rotanın kurulması nedeni ile yeni adres
bilgilerine gereksinim duyulmadan veri iletimi işlemi sonuçlandırılır (Şekil 8).
ISO 8473 Bağlantısız-Eksenli Mod Servisleri
Bir arada kullanılan veya birbirine bağlanan ağların yaygınlaşması, ağ protokollerinin kullanımını basitleştirmek
için ağ katmanın dahili organizasyonunu modellemesi ihtiyacını doğurdu. Bu ihtiyaca cevap verebilmek için ISO
tarafından ağ katmanının alt katmanlara (üç alt katmana) bölündüğü Şekil 9'da görülen model geliştirildi. Alt
katmanlara ayrıştırılan ağ katmanında, veri bağı katmanının alt ağlara bölünmesi ile oluşan yapının benzeri bir
yapı elde edilir.
Alt katmanların en alt seviyesinde yer alan 'alt ağ erişim protokolü' (sub-network access protokol SNACP)
katmanı, gerçek anlamda yerel yapıya sahip olan ağlar için (LAN) özel fonksiyonlar / hizmetler sağlar.
Ağ katmanının en üstünde yer alan 'alt ağ bağımsız birleşme protokolü' (sub network independent convergence
protocol - SNICP) katmanı, iletim katmanı için ISO ağ servisi sağlar ve gerçek ağ özelliklerinden bağımsızdır.
Orta seviye alt-ağ bağımlı birleştirme protokolü (ıntermediate level sub-network dependent convergence protokol
- SNDCP) gerçek ağ ortamından ağ servislerinin ayrıştırılmasını (decoupling) sağlar.
Bağımsız alt katmanların özellikleri / önemi, terminallerin / düğümün fonksiyonlarına bağımlıdır. Yönlendirici
yardımı ile ağların birleştirilmesi durumunda, ağ katmanında bulunan üç alt-katmanda işleve sahiptir (Şekil 9).
Birleştirilen farklı yapılardaki ağlarda tanımlanan iletim katmanına yakın olan SNICP alt-katmanları aynı işlevlere /
fonksiyonlara sahip iken, SNDCP ve SNACP alt katmanları her bir ağ için farklı özelliklere sahip olabilirler veya çok
azda olsa farklı servisler sağlayabilir. Bağlanan ağlar arasındaki yönlendirme ve aktarılma işlemleri (routing and
relaying), genel yönlendirme fonksiyonları ile gerçekleştirilir.
ISO 8473 bağlantısız-eksenli modu servisleri Şekil 10'da gösterilen çerçeve formatını kullanır. 9 bayt uzunluğa
sahip başlığın sabit kısmı; başlık uzunluğu, protokol versiyon numarası, çerçeve ömrü ve başlık kontrol alanı ile
ilgili bilgileri içerir. Başlığın değişken kısmı ise kaynak ve hedef (alıcı-verici) adresleri ile parçalara ayrılmış
mesajların birleştirilmesi için gerekli bilgilere sahiptir.
Protokol iki farklı çerçeve yapısını desteklemektedir: Veri çerçevesi ve hata çerçevesi. Veri çerçevesi alıcıya /
hedefe gönderilmek istenen verileri taşırken, hata çerçevesi iletim sırasında oluşan hataları belirtmek için
kullanılır.
Internet Ağ Katmanı Protokolü (IP)
Farklı veya benzer özelliklere sahip çok sayıda ağın birbirine bağlı olduğu bir ağlar topluluğu olan Internet, ağ
üzerinde bulunan yüksek band genişliği hatlardan ve hızlı yönlendiricilerden oluşan bir dizi omurga içerir. Kısaca
'IP' olarak tanımlanan Internet protokolü, bölgesel ve ulusal ağların bağlı olduğu omurgaların birbirlerine
bağlanması ile oluşur.
IP protokolü kullanılarak iletilecek veriler, ağın kapasitesine bağlı olarak maksimum 64 KB uzunluğa sahip veri
bloklarına bölünerek IP ağ katmanına iletilir. Zaman kısıtlaması olmaksızın iletilecek veri blokları, 'datagram'
olarak isimlendirilir. Ağ üzerinden iletilen datagramlar üzerinden geçtiği ağların / arabağlaşım elemanlarının
özelliklerine bağlı olarak 'Fragment' olarak isimlendirilen daha küçük parçalara bölünebilirler. Bilginin iletilmek
istendiği noktaya ulaşması ile, küçük parçalar birleştirilerek orijinal 'datagram' elde edilir ve üst katmanlara
iletilirler.
Internet protokolü Şekil 11'de gösterilen paket formatına sahiptir. 'Datagram olarak isimlendirilen pakette
bulunan alanların işlevlerini kısaca özetleyelim.
Sürüm (Versiyon) Alanı: Kullanılan IP yazılımının sürümünü gösteren alandaki değer, alıcının sahip olduğu
sürüme eşit ise 'datagram' değerlendirilirken, farklı sürümlerde 'datagram' kullanılamaz. Mevcut durumda IP
sürüm 4 (IPV4) kullanılmaktadır.
Internet Başlık Uzunluğu (IP Header Length-IHL): Farklı uzunluklara sahip olabilecek 'başlık' alanının
uzunluğunu gösterir. Başlıkta bulunan 32 bit uzunluğundaki kelimelerin sayısını verir ve seçenekler kısmı hariç en
az 5, en fazla 15 olabilir. Uzunluğun 'seçenekler' kısmı dahil 32 bitin katları şeklinde olması gerekir.
Hizmet Türü (Type of Service): Bilgilerin iletileceği ağ ortamının sahip olması istenen hız, güvenlik, gecikme,
vb. servis kalitesi parametrelerinin değerlerini belirtir. Bu alan bir çok kullanıcı tarafından kullanılamamaktadır.
Bağlantı moduda (bağlantı veya bağlantısız eksenli) bu alanda tanımlanabilir.
Toplam Uzunluk (Total Length): 'Datagramda' (IP paketinde) bulunan başlık ve veri alanlarının toplam
uzunluğunu gösterir. Toplam uzunluk maksimum 65536 bayt olabilir.
Tanıtıcı (Identification): İletim için parçalara ayrılarak gönderilen datagramları göstermek için kullanılır.
Parçalara ayrılan datagramların tekrar birleştirilmesini sağlamak için, aynı bütünün parçaları olan datagramlar
aynı tanıtıcı değerine sahiptir.
Bayrak Bitleri-D ve M (Flag Bits): Üç bitlik bayrak bitlerinde ikisi kullanılmaktadır. D biti, alıcının parçaları
birleştirme özelliği olmaması durumunda yönlendiricilerin datagramları bölmemesini belirtmek amacıyla (do not
fragment) kullanılır. M biti, parçalara (fragment'lere) ayrılmış bir datagramdaki fragmentin konumunu gösterir ve
en son parça haricinde '1' değerine sahiptir.
Fragment Ayarı (Fragment ofset): Datagramın parçalara ayrılması durumunda, parçanın / fragmentin
gönderilen orijinal mesaj içerisindeki konumunu gösterir.
Yaşam Zamanı (Time To Live -TTL): Datagramın Internet içerisinde bulunduğu süreyi gösteren ve datagramın
belirli bir sürede alıcısına ulaşmaması durumunda silinmesini sağlayan bir alandır. Göndericide saniye olarak bir
değer konulur (örneğin 255) ve datagramın iletildiği her yönlendiricide bu alanda bulunan değer eksiltilir.
Datagramın kuyruklarda beklemesi sırasında da azaltılan değerin sıfıra düşmesi ile datagram silinir ve göndericiye
/ yönlendiriciye uyarı bilgisi gönderilir.
Protokol Alanı (Protocol Area - PA): Ulaşım katmanında kullanılan Internet protokolleri arasından (TCP, UDP,
vb.) uygun olanının seçilmesi amacıyla kullanılır.
Başlık Toplama Sınaması (Header Chechsum): Başlıkta oluşabilecek hataları tespit için kullanılan kontrol
değerini içeren alandır. Kontrol işlemi sonucunda hata oluşmadığı anlaşılırsa datagram bir sonraki yönlendiriciye
iletilirken, hata tespiti durumunda iletilmez. Bu alandaki değerin her yönlendiricide yeniden hesaplanması ve
başlığa eklenmesi gerekir. Bu alan veride oluşabilecek hataları kontrol edemez.
Gönderici ve Alıcı Adresleri (Source and Destination Adresses - DA ve SA): Bilginin kaynağının ve
iletilmek istendiği hedefin belirtildiği alanlardır. IPv4'de 32 bit uzunluğa sahip iken IPv6'da 128 bit uzunluğa
sahiptir.
Seçenekler (Options): Güvenlik, izlenecek rota, yönlendirici numaraları, datagram içeriği ve işlem zamanları
gibi olguların datagrama eklenmesi amacıyla kullanılan alandır.
Yerel alan ağları, fiziksel olarak birbirine yakın bulunan (<7 km) ve birbiriyle ilgili işler yapan bilgisayarlar /
birimler arasında ortak çalışma ve iletişim kurulması amacına yönelik olarak oluşturulmuş ağ yapılarıdır.
Firmaların / kurumların daha iyi hizmet vermelerinin / sunmalarının, bilgiye daha kolay ve hızlı erişerek, en doğru
ve hızlı kararı vermeye katkısı nedeniyle yerel alan ağları kullanılmaktadır. Yerel alan ağlarını oluşturmada en
önemli amaç; bilgilerin paylaşımına ve bellek alanı (harddisk), yazıcı, çizici, vb. elemanların ortak kullanımına
olanak tanımadır. Belirtilen amacı gerçekleştirmek amacıyla oluşturulan yapılarda dolanmış-çift kablo (UTP),
koaksiyel kablo veya telsiz iletişim gibi farklı iletim ortamları kullanılabilir. Yerel ağlar, belirtilen iletim ortamlarını
paylaşımlı erişim teknolojisine dayanarak kullanırlar. Bu yukarıda sayılan elemanların / birimlerin haberleşme
ortamını paylaşmaları anlamına gelir.
Yerel Alan ağlarında, iletim ortamına erişim için üç farklı 'ortam erişim kontrolü yöntemi' kullanılır: Rasgele ortam
erişimi kontrolü, sıralı ortam erişimi kontrolü ve merkezi ortam erişimi kontrolü yöntemleri.
İletim ortamına erişim yöntemine bağlı olarak, ağda kullanılacak topoloji belirlenmektedir. Kullanılacak topolojide,
ağı oluşturan elemanlar arasındaki iletimi sağlayacak iletim ortamının çeşidini belirlemede önemli bir faktör olarak
ortaya çıkmaktadır.
Yerel alan ağlarında kullanılan ortam erişim kontrol yöntemlerini genel özellikleri ile özetleyelim.
a) Rasgele Ortam Erişim Kontrolü Yöntemi:
Fiziksel iletim ortamına erişimin rasgele olarak yapıldığı ve iletişimde bulunmak isteyen herhangi bir istasyonun
iletim ortamını kontrol ederek, boş olduğunu hissetmesi durumunda iletişime başladığı ortam erişim kontrolü
yöntemidir. Her bir istasyon, iletim ortamının kontrolünden ve iletişiminin başlamasından sorumludur. Rasgele
ortam erişim kontrolü, yerel alan ağlarında üç farklı şekilde kullanılmaktadır:

Taşıyıcı çoklu erişim (CSMA).

Slotted halka (Slotted Ring).

Kaydedici ekleme (Register Insertion).
b) Sıralı Ortam Erişim Kontrolü Yöntemi:
Ağı oluşturan istasyonların sıra ile ve belirli bir zaman dilimi süresince ortam erişimi yapabildikleri erişim kontrolü
yöntemidir. Ağda bulunan istasyonların tümü ortam erişiminin kontrolünden sorumludur ve bunu belirli bir düzen
içerisinde gerçekleştirirler. Yaygın olarak kullanılan üç farklı sıralı ortam erişim kontrolü yöntemi bulunmaktadır.

Jetonlu halka.

Jetonlu yol.

CSMA / CA (Taşıyıcı duyarlı çoklu erişim / çarpışma önleme).
c) Merkezi Ortam Erişim Kontrolü Yöntemi
Ortam erişiminin merkez durumunda bulunan bir istasyon ile yönetildiği ve aşağıdaki tüm istasyonların doğrudan
merkezi bilgisayar veya anahtara bağlandığı ortam erişim kontrolü yöntemidir. Ortamı kullanarak iletim yapmak
isteyen istasyonlar, merkezi durumda bulunan istasyondan izin isteyerek ortamı kullanabilirler. İletim ortamını
kullanım süresi tüm istasyonlar için aynı olabileceği gibi, belirli istasyonlara daha fazla kullanım hakkı verilebilir.
Merkezi ortam erişim kontrolü yönteminin kullanıldığı üç farklı teknik bulunmaktadır:

Polling.

Devre Anahtarlama.

TDMA (zaman - paylaşımlı çoklu erişim).
Oluşturulmak istenen LAN yapısının fiziksel özellikleri, LAN yapısından beklentilere bağlı olarak şekillenir. Hızlı bir
iletişim ortamı sağlamak için fiber optik bir yapı oluşturulabileceği gibi, hızın çok önemli olmadığı durumlarda UTP
kablolar yeterli olabilir. Standart LAN uygulamalarında; anahtar / hub gibi ağ cihazları ile bilgisayar arasındaki
iletişimde bakır kablolar yeterli iken, ağ cihazlarının birbirleri ile olan bağlantılarında veya yüksek hız gerektiren
durumlarda fiber optik kablolar kullanılır. Ortamın kablo çekmeye uygun olmadığı durumlarda ise kablosuz
(wireless) iletişim tercih edilir.
Yerel alan ağlarında mesafenin kısa olması nedeni ile çok yüksek hızlara çıkabilen LAN teknolojileri geliştirilmiştir:
10 Mbps, 100 Mbps, 155 Mbps, 622 Mbps, 1,2 Gbps hızları LAN teknolojileri ile kullanılan band genişliklerinden
(hızlarından) bazılarıdır. LAN teknolojileri aşağıdaki başlıklar altında incelenebilir:

CSMA/CD - Ethernet (10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps).

Jetonlu Halka - Token Ring (4 Mbps, 16 Mbps, 100 Mbps).

Jetonlu Yol - Token Bus.

FDDI (100 Mbps).

ATM LAN (155 Mbps, 622 Mbps, 1.2 Gbps).
Yerel alan ağı, bugünün gereksinimlerini en ekonomik ve verimli şekilde karşılanmasının yanında, geleceğin ideal
ağlarına kolayca geçiş yapabilecek şekilde seçilmelidir. Günümüzde, kurulumun kolay ve ucuz olmasının tercih
edildiği, farklı hız seçeneklerine ve çok çeşitli ürün yelpazesine ihtiyaç duyulduğu durumlarda CSMA/CD
(Ethernet) tercih edilirken, CSMA/CD teknolojisinin yetersiz kaldığı durumlarda FDDI veya ATM teknolojisi
kullanılmaktadır. Kullanılacak yerel alan ağ teknolojisinin seçiminde, seçilen sistemin maksimum fayda ile
kullanılabileceğine dikkat edilmelidir. Yerel alan ağının seçiminde göz önünde bulundurulacak hususlar olarak;
yerel alan ağının boyutu, ağ üzerinde gerçekleştirilecek uygulamalar, ağa bağlanacak kullanıcı sayısı, ağın
bağlanabileceği diğer ağlar, gelecekte doğabilecek gereksinimler, vb. kriterler göz önünde tutulmalıdır.
FDDI veya ATM olarak isimlendirilen teknolojilerin farklı yerlerde kullanılması nedeni ile, bu bölümde 'LAN
teknolojileri' olarak isimlendirebileceğimi CSMA/CD, Jetonlu Yol ve Jetonlu Halka teknolojilerini inceleyeceğiz.
Belirtilen teknolojileri incelemeden önce, teknolojilerin ağlarda gerçekleştirdikleri işlemleri açıklamaya yarayan
protokolleri ve ağ özelliklerini tanımlamada kullanılan standartları detaylandıralım.
Yerel Alan Ağlarında Kullanılan Protokoller ve Tanımlanan Standartlar
Ağı oluşturan elemanlar arasında iletişimi yönlendiren ve kontrol işlemlerini tanımlayan kuralların tümü,
'protokol' olarak isimlendirilir. İletilecek bilginin formatı, iletişim şekli, iletim ortamı, ortam erişim yöntemi, izin
verilen topoloji, kablolama çeşidi, veri transfer hızı, bağlantı elemanlarının özellikleri, bilginin varacağı hedefe
ulaşmak için takip edeceği yol, vb. karakteristikler protokol içerisinde tanımlanır. Protokoller, uluslar arası
standart kuruluşları tarafından belirlenen standart numaraları ile tanınırlar. LAN teknolojilerini tanımlamak için,
IEEE tarafından tanımlanan ve '802.x' ailesi olarak bilinen standartlar kullanılır.
Yerel alan ağlar ile ilgili standartların oluşturulmasına 1980'li yıllarda IEEE tarafından başlanmış, çalışmalar
sonucunda günümüzde yaygın olarak kullanılan ve '802.x' ailesi olarak tanımlanan standartlar ortaya çıkmıştır.
LAN teknolojilerinin her birisi, '802.x' ailesi içerisinde numaralandırılan standartlardan birisi ile tanımlanmaktadır.
LAN teknolojileri ve LAN teknolojilerinde gerçekleştirilen işlemlerin tanımlanması amacıyla kullanılan ve '802.x'
ailesini oluşturan standartlar aşağıdaki tabloda toplu olarak verilmektedir. '802.x' ailesinde bulunan standartlar,
ISO tarafından '8' sayısının eklenmesi ile '8802.x' şeklinde tanımlanmaktadır.
LAN teknolojileri ve teknolojileri tanımlamak amacıyla kullanılan protokol standartları, ISO / OSI 7 katmanlı
yapının fiziksel veya veri bağı katmanı ile ilişkili işlemleri tanımlar. Veri bağı katmanının 'Ortam Erişim Alt
Katmanı' (Medium Access Control - MAC) ve 'Mantıksal Hat Denetim Alt Katmanı' (Logical Link Control - LLC)
olarak alt katmanlar şeklinde tanımlanması nedeni ile, '802.x' ailesinde her iki alt katmanda gerçekleştirilen
işlemlerle ilgili standartlar tanımlanmaktadır. LLC ile ilişkili standart (802.2) LAN teknolojileri arasındaki
bağlantılarda gerekli işlemler tanımlamak için kullanılırken, MAC alt katmanında LAN teknolojileri ile ilgili
standartlar tanımlanır. Şekil 1'de LAN protokolleri ile birlikte, protokollerde kullanılan fiziksel ortamların özellikleri
görülmektedir. LAN teknolojileri olarak bilinen teknolojilerden yaygın olarak kullanılanları ve bu teknolojiler ile
ilgili standartları genel hatları ile inceleyelim.
CSMA / CD Ortam Erişim Yöntemi (Ethernet) / IEEE 802.3 Standardı
Yol (bus) topolojisinin kullanıldığı yerel alan ağlarında yaygın olarak , 'taşıyıcı duyarlı çoklu erişim / çarpışma
algılama' (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection - CSMAlCD) adı verilen ortam erişim yöntemi /
protokolü kullanılır. Protokol, standart olarak 'IEEE 802.3' kod numarası ile tanınmaktadır. Standart ile, CSMA/CD
protokolünde kullanılan kodlama tekniği, konnektör, iletim ortamı, iletim hızı, vb. konular tanımlanmaktadır.
CSMA/CD; özellikle küçük çaplı 20-30 kullanıcılı ağlarda yaygın olarak kullanılan, standart tipte hızı 10 Mbps olan
bir ağ tipidir. Standardı kullanan en yaygın ürün, Cisco firmasının ürettiği 'Ethernet' olduğundan yaygın olarak bu
isimle anılmaktadır.
Ethernet özellikle ofis otomasyonu, terminaller arası iletişim ve paket veri iletimi için kullanılan güvenilir ve
verimli bir standarttır. İletişim, iletken üzerinden gönderilen mesajlar ile sağlanır. Mesaj; bilgiyi alacak olanın
(hedefin) ve gönderenin adreslerini, sıra numarasını, ileti tipini ve uzunluğunu içerir.
CSMA / CD protokolü ile gerçekleştirilen işlemler 6 başlık altında sınıflandırılabilir: Verilerin çerçeve haline
getirilmesi, çerçeveden veri elde edilmesi, ortam erişim yöntemi, verilerin iletim için kodlanması, kodlanan
verilerin kod bölümünün yapılması ve paket yapısı oluşturulması.
CSMA/CD protokolünde, hattı kullanmak isteyen bir istasyon önce hat üzerinde mesaj olup olmadığını kontrol
eder. Bu kontrol işlemi, 'hattın dinlenmesi' olarak isimlendirilir. Eğer iletişim ortamı kullanılmıyor ise, yani iletim
ortamı 'sessiz' ise, istasyon ileteceği bilgiyi hatta yerleştirir. Hatta mesaj varsa, başka bir istasyona ait olan bu
mesaj iletimi bitinceye kadar bekler. Mesaj biter bitmez hatta yeni mesaj yerleştirir.
İletim ortamına yerleştirilen bir bilgi, yol veya ağaç topoloji kullanılması nedeni ile ağda bulunan tüm istasyonlara
erişebilir. Kablo üzerinden aynı anda yalnızca bir çerçeve iletilebilir ve aynı anda birden fazla istasyon hattı boş
olduğunu hissederek mesaj göndermek isterse çarpışma oluşur. Çarpışma oluşması durumunda, çerçeve içeriği
bozulur ve çarpışmayı sezen çarpışma dedektörleri gelişigüzel bit dizileri üretir. Çarpışmaya neden olan
istasyonlar belirli bir süre geri çekilirler ve daha sonra farklı zamanlarda mesaj göndermeyi denerler. Deneme
sonucunda hattı yakalayan istasyon verisini gönderir.
CSMA/CD yol erişim yönteminde gerçekleştirilen işlemleri üç parçaya bölerek daha iyi anlayabiliriz.
a) Hat Dinleme / Taşıyıcı Sezme (Carrier Sense): Ağ üzerindeki her bilgisayarın hattı dinlemesi ve hattın boş
olup olmadığını kontrol etmesidir. CSMA / CD yöntemi, ağda bulunan tüm düğümlerin istedikleri anda veri
iletebilecekleri düşünülerek tasarlanmaları nedeni ile; tüm düğümler iletim ortamını sürekli olarak dinlemek
durumundadırlar. Elektriksel işaretlerin iletilmesinde 'Manchester' kodlama tekniği kullanılması nedeni ile; her bir
bit süresinin ortasında düşen veya yükselen kenar bulunan elektriksel sinyal bulunmaktadır (ilgili bölümde detaylı
olarak açıklandı). Bu durum, hat üzerinde devamlı titreşim oluşması sonucunu doğurur ve titreşim yardımı ile
düğümlerin hattın durumunu kontrol etmeleri (boş veya dolu olduğunu anlamaları) kolaylaşır. Hatta titreşim
olması durumu taşıyıcı sinyali çağrıştırdığından, 'taşıyıcı sezme' olarak isimlendirilir.
b) Çoklu Erişim / Ulaşım (Multiple Access): Hattı dinleme veya hatta bilgi yerleştirme, ağa dahil tüm
bilgisayarların yapabileceği bir işlemlerdir. Birden fazla bilgisayarın, bilgi gönderme öncesi hattı veya bilgi iletmek
amacıyla aynı anda hatta erişmesi olayı, 'çoklu erişim' olarak adlandırılır.
c) Çarpışma Algılama (Collision Dedection): Aynı anda birden fazla bilgisayarın hattın boş olduğunu zannedip
veri göndermeye başlaması durumu, ağlarda önemli bir sorun olan 'çarpışma' (collision) olayını ortaya çıkarır.
Çarpışma oluştuğunda mesajların bozulması nedeni ile; bozulan mesajların yeniden gönderilmesi gerekir. İletim
ortamında (yolda) çarpışma oluşması durumunda, bilgiyi ileten istasyon ve bilgiyi alan istasyonlar bunu anlar.
Alıcı istasyonlar çarpışan bilgiyi dikkate almazken, gönderici istasyon rasgele bir süre bekleyerek aynı mesajı
tekrar gönderir. Bekleme süresinin tüm istasyonlar için aynı olması yeniden çarpışmaya neden olacağından,
bekleme süresinin rasgele seçilmesi ile çarpışma olasılığı azaltılır.
CSMA/CD protokolü, bilgisayar ağının uzunluğuna ve ağda kullanılan kablo çeşidine göre IEEE tarafından değişik
alt standartlar şeklinde tanınmaktadır. Bu alt standartları genel özellikleri ile inceleyelim.
1.Ethernet Ağlarda Kullanılan Kablolama Standartları
Yerel Alan ağlarında genel olarak koaksiyel kablolar vaya 10 Mbps hız sağlayabilen çift-burgulu kablolar
kullanılmasına karşılık, 802.3 standardında ve Ethernet protokolünde çeşitli kablolar kullanılmaktadır. Kullanılan
kablolar, alt standartlar şeklinde tanımlanırlar ve kablo çeşidi, kullanılan topoloji, mesafe bilgisi, iletim hızı ile
bağlantılarda kullanılan konnektör çeşidi bu standartlar içerisinde tanımlanır. Farklı alt standartları genel özellikleri
ile tanımlayalım.
Kalın koaksiyel kablo / 10Base-5 standardı
10 Mbps hızında CSMA/CD protokolü uygulamasına olanak tanıyan ve ilk Ethernet bağlantısının gerçekleştirildiği
standarttır. 0,5 inch çapında kalın koaksiyel kablonun (50?) kullanıldığı ağ yapısında 10 terimi; 10 Mbps hızı,
'Base' terimi; bilgi aktarımında 'temel band' (baseband) teknolojisinin kullanıldığını, 5 ise; ağda bulunan her bir
dilimin (segmentin) en fazla 500 metre olabileceğini tanımlar. Bu standartta, ağı oluşturan bilgisayarlar /
istasyonlar (yol) topolojisi oluşturacak şekilde, alıcı / verici (transceiver) kullanılarak ağa bağlanırlar. En fazla 500
metre uzunluğa sahip olabilen bir dilimde en fazla 100 istasyon / düğüm bulunabilir ve en fazla 4 adet tekrarlayıcı
kullanılarak uzunluk 2500 metreye, düğüm sayısı teorik olarak 2500'e çıkarılabilir. Ancak bir ağ içerisindeki
düğüm sayısı pratikte 1024'ü geçemez. Ayrıca, düğüm (bilgisayar) ile alıcı / verici eleman arasındaki uzaklık 50
metreden fazla olmamalıdır.(Şekil2)
Kalın koaksiyel kablolar, sert yapıda olmaları nedeni ile bilgisayarlardan uzak, koridor benzeri yerlerde bulunurlar.
Bilgisayarlar ile (bağlantı noktasında 'bağlantı elemanı ara yüzü' bulunur) kalın koaksiyel kablo arasındaki
bağlantı, yumuşak kablolar kullanılarak 'alıcı-verici / hat adaptörü' (transceiver) yardımı ile gerçekleştirilir.
Bu sistemin pahalı ve zor olması nedeni ile, kalın koaksiyel kablolar farklı ofislerde bulunan bilgisayarları
bağlamak veya ince koaksiyel parçalarını bir araya getirmek için kullanılırlar.
İnce koaksiyel kablo / 10Base-2 standardı
Kalın koaksiyel kablonun pahalı olması nedeni ile daha ucuz bir çözüm sunan ve 0,25 inch çapında ince koaksiyel
kabloların kullanıldığı bir standarttır. 10 terimi; 10 Mbps, 2 terimi ise; ağdaki her bir parça uzunluğunun en fazla
200 m olabileceğini belirtir. Kalın koaksiyel kablo ile aynı iletim hızına sahip olmasına karşılık, daha yüksek sinyal
zayıflatmasına sahip olması nedeni ile en fazla 200 metre (pratikte 185 metre) uzunlukta olabilir (Şekil 3). En
fazla 4 adet tekrarlayıcı kullanılarak toplam uzunluk 925 m'ye çıkarılabilir. Her bir dilim içerisinde en fazla 30
düğüm bulunabilir.
İnce koaksiyel kablolar, aynı ofis veya laboratuardaki bilgisayarları birbirine bağlamak için kullanılırlar. Düğümün
koaksiyel kablo ile bağlantısını sağlayan koaksiyel konnektörü (T konnektör olarak bilinir) doğrudan bilgisayar
içerisindeki 'ara uyum' kartına bağlanabilir.
Dolanmış-çift kablo / 10Base-T standardı
İletim ortamı olarak dolanmış-çift bakır kabloların (UTP veya STP) kullanıldığı ve bağlantıların 'Hub' yardımı ile
mantıksal olarak 'yol' topolojide gerçekleştirildiği bir standarttır. Daha pahalı ve döşenmesi / sonlandırılması daha
zor olan STP kablolar, çevre şartlarından dolayı elektriksel gürültünün çok olduğu ortamlarda gürültü azaltma
etkisine sahip olmaları nedeni ile tercih edilirler. Ucuz ve pratik / kolay çözüm istenilen yerler ile elektriksel
gürültü faktörünün önemli olmadığı durumlarda UTP kablolar kullanılır. UTP ve STP kablolar ile birlikte kullanılan
'hub' ve 'anahtar' cihazları aynı olmasına karşılık STP kablolarla kullanılan konnektör farklıdır (Şekil 4).
Dolanmış-çift kablo ve '10Base-T' standardı kullanılarak oluşturulan yerel alan ağlarda, bilgisayarların /
düğümlerin bağlanması sonucunda oluşan topoloji; mantıksal olarak 'yol' yapısında olmasına karşılık, fiziksel
olarak 'yıldız' yapısındadır.
Fiber Optik kablo / 10 Base -F standardı
Ethernet protokolü ile fiber optik kablo kullanılması sonucunda daha uzak mesafelere iletim yapılabilmekte, daha
yüksek hızlarda iletim mümkün olmakta ve çevre şartlarından / gürültülerden daha az etkilenmektedir.
Fiber optik kablo ve '10 Base-F' standardı kullanılarak oluşturulan ağ yapısında ortaya çıkan topoloji, mantıksal
olarak 'yol' yapısında olmasına karşılık fiziksel olarak yıldız yapısındadır (Şekil 5).
Ethernet protokolü ile hem tek modlu (single mode fiber - SMF), hem de çok modlu fiber (multi mod fiber - MMF)
kullanılır. İki mod arasındaki temel farklılık; kablo konnektörleri ile fiber optik kablo sürücü devrelerinin farklı
yapıda olmalarıdır. Tek modlu fiber kabloların daha uzak mesafelere iletim ortamı tanıması nedeni ile, telefon
şirketleri ağ cihazlarının bağlantısında genellikle tek modlu fiber kullanılmaktadır.
Ethernet Standardı
Özelliği
100 Base-T
Ethernet'e benzer ancak 10 kat daha hızlıdır.
100 Base-TX
2 çiftli 'Cat 5' olarak tanımlanan dolanmış-çift kablolar kullanılır.
100 Base-T4
4 çift 'Cat 3', 'Cat 4' veya 'Cat 5'olarak tanımlanan UTP kablolar kullanılır.
100 Base-FX
Tek-modlu veya 'çok modlu' fiber optik kablolar kullanılır.
1000 Base-T
'Cat 5'olarak tanımlanan UTP kablolar kullanılır.
1000 Base-CX
Dengeli bakır kablolar kullanılır.
1000 Base-SX
Çok modlu fiber optik kablolar kullanılır.
1000 Base-LX
Tek modlu veya Çok modlu fiber optik kablolar kullanılır.
Ethernet'in LAN'larda yaygın kullanımı ve ağ uygulamalarındaki gelişmeler, açıklanan standartların türevi olarak
düşünülebilecek yeni standartların oluşturulması ile sonuçlanmıştır. Oluşturulan yeni standartlara örnek olarak
yukarıdaki tabloda verilen standartları gösterebiliriz. Örnek gösterilen standartlarda başlangıçtaki sayılar hızı
(Mbps), 'base' terimi 'temel band' kullanıldığını ve sondaki harfler kullanılan kablo türünü tanımlamak için
kullanılır. Bu standartların kullanıldığı yeni ve daha hızlı teknolojiler, Fast - Ethernet ve Gigabit - Ethernet isimleri
ile farklı protokol / standart şeklinde tanınmaktadır. Fast - Ethernet ve Gigabit - Ethernet protokollerinin temelini
oluşturması nedeni ile, standart Ethernet veya CSMA / CD olarak isimlendirilen protokol yapısının özelliklerini
detaylandıralım.
Ethernet / 'IEEE 802.3' Standardında İletimde Kullanılan Çerçeve Formatı
CSMA / CD protokolü (802.3 standardı) kullanılarak iletilecek bilgiler, çerçeveler haline getirildikten sonra 'yol'
üzerinden alıcısına ulaştırılır. İletim ortamından 'Manchester' kodlama tekniği kullanılarak iletilen çerçeve, 8 farklı
alan içerir .Veri alanı ile birlikte gönderici-alıcı adresleri, dolgu alanı, önek ve hata denetimi ile ilgili kontrol bilgisi
alanları bulunmaktadır. Bu alanlar içerisinden, veri alanı ile dolgu alanı dışındaki 6 alanın uzunluğu sabittir. CSMA
/ CD protokolünde bulunan alanların içeriklerini ve işlevlerini kısaca açıklayalım.
CSMA/CD protokolü çerçeve yapısı.
Başlangıç / Önek Alanı (Preample): Her bir çerçevenin başında gönderilir. İşlevi; çerçeve alınmadan önce alıcı
konumundaki elemanın verici ile senkronizasyonunu sağlamaktr. 'Önek' alanının uzunluğu 7 bayt'tır ve her bir
bayt '10101010' şeklinde özel bir formata sahiptir.
Çerçeve Başı İşaretçisi Alanı (Start-of-frame delimeter - SFD): 'Başlangıç' alanını takip eden, bir bayt
uzunluğunda ve '10101011' bit dizisine sahip olan SFD alanının işlevi; geçerli çerçeve alımına başlaması için alıcıyı
uyarmadır.
Alıcı Adresi (Destination Adres - DA): 'Alıcı adresi' veya 'varış adresi' olarak isimlendirilen alan, çerçeveyi
alacak düğümün / DTE'nin adresini içerir. Alıcı adresinin uzunluğu, 16 bit (2 bayt) veya 48 bit (6 bayt) olarak
seçilebilmesine karşılık, aynı sistem içerisinde bulunan tüm DTE'lerde aynı alıcı adresi alanı uzunluğu kullanılabilir.
Alıcı adresi alanında bulunan değer tek bir düğümü (birebir adresleme) veya bir grup düğümü (grup adresleme)
işaret edebilir.
Adresleme türü, alıcı adres alanındaki 1.Bit ile (En önemli Bit - MSB) tanımlanır. Bit değerinin '0' olması birebir
adreslemeyi, bitin '1' olması ise grup adreslemeyi gösterir. 'Birebir adresleme' ile, gönderici ile bir düğüm (alıcı)
arasında iletişim sağlanır. 'Grup adresleme' yönteminde ise; mantıksal olarak bir araya getirilmiş ve grup olarak
kabul edilmiş düğümlere bilgi iletilebileceği gibi (çok adresleme - multicasting), ağda bulunan tüm düğümler alıcı
olarak kabul edilip 'yaymalı' (broadcasting) adresleme şeklinde iletim yapılabilir.
Birebir adresleme yönteminde bir düğüm veya grup adresleme yönteminde düğümler, alıcı adres alanında
bulunan 15. veya 47. bit ile tanımlanır. 'Yaymalı' adresleme kullanılması durumunda, alıcı adres alanında bulunan
tüm bitler '1' değerine sahip olur.
Gönderici Adres Alanı (Source Adress): 16 veya 48 bit uzunluğunda olabilecek gönderici adres alanının
içeriğinde; verinin iletildiği düğümün adresi bulunur. Gönderici adreslemeyi yaparken, alıcı adres alanı ile aynı
formatta adres oluşturur.
Çerçeve Uzunluğu Göstergesi Alanı (Length Indicator): İki bayt uzunluğundaki çerçeve uzunluğu göstergesi
alanının içeriği, veri alanında bulunan verilerin bayt cinsinden sayısını gösterir.
Veri Alanı: İletilecek olan bilgiyi içeren 'veri alanı'nın uzunluğu 46 Bayt ile 1500 Bayt arasında olabilir. Bu alanın
olabileceği minimum uzunluk, kullanılan hız ile ilişkilidir. 10 Mbps hızında bir iletişim kullanılması durumunda, veri
alanının en az 46 Bayt uzunluğunda olması gerekir. Veri alanının uzunluğunun olabileceği minimum uzunluktan
daha kısa olması durumunda, iletim ortamında oluşacak çarpışmalar hissedilemeyebilir. Bu durumu sağlamak için
'dolgu alanı' kullanılır.
Dolgu Alanı (Pad) : IEEE 802.3 standardına göre çerçeve oluşturmada, veri alanı uzunluğunun çerçevede
olabilecek minimum veri uzunluğundan daha kısa olmaması gerekir (çarpışmanın algılanabilmesi için). Veri alanı
çerçeve içerisine yerleştirildikten sonra, çerçevenin boyutunun olabileceği minimum uzunluktan daha kısa olması
durumunda; çerçevenin uzunluğunu artırmak ve minimum uzunluğu sağlamak için 'dolgu' bilgisi çerçeveye
eklenir. Bunun anlamı, dolgu alanının uzunluğunun veri alanında bulunan bayt sayısı ile doğrudan ilişkili
olduğudur.
Çerçeve Kontrol Dizisi Alanı (Frame Chech Sequence-FCS): Hata denetimi amacıyla verici tarafından
hesaplanan
4
Bayt
(32
bit)
uzunluğundaki
bilgiyi
içerir.
CRC
yöntemi
kullanılarak
üretilen
değerin
hesaplanmasında; 'başlangıç alanı' dışındaki tüm alanlarda bulunan değerler / veriler kullanılır. Alıcı istasyon,
aldığı paket üzerinde CRC yöntemi ile ürettiği değer ile alınan pakette bulunan CRC değerini karşılaştırır. İki değer
aynı değil ise, alınan verinin yanlış olduğu anlaşılır ve gönderici istasyona paketin tekrar iletilmesi için istekte
bulunulur.
Açıklanan CSMA / CD protokolü ile 'Ethernet' olarak tanınan protokolün çerçeve yapıları arasındaki temel fark;
CSMA / CD çerçeve yapısında bulunan 'çerçeve başı işaretçisi' 'paket uzunluğu' ve 'dolgu' alanlarının Ethernet'te
bulunmamasıdır (Şekil 6). Çerçevede bulunan diğer alanlar ile ilgili olarak;

Gönderici ve alıcı adres alanlarının uzunluğunun Ethernet'te sabit 6 Bayt olması,

'Veri Alanı' uzunluğu ile ilgili Ethernet'te bir kısıtlama olmaması,
farklılıklar olarak sayılabilir.
CSMA / CD'de olmayıp, Ethernet çerçeve yapısında bulunan tek alan; 'servis türü' alanıdır. 2 Bayt uzunluğa sahip
alandaki değer ile; iletilen çerçevedeki bilginin ilişkili olduğu üst katmanlarda gerçekleştirilecek işlemlerin türü
belirtilir. Birden fazla iletim / servis çeşidine sahip bir sistemde, alınan çerçevenin hangi servis çeşidine sahip
olduğu 'servis türü' alanındaki değer ile tespit edilir.
CSMA / CD Protokolünde ve Ethernet Kartlarında Gerçekleştirilen İşlemler
IEEE 802.3 standardı ile tanımlanan CSMA / CD protokolünde gerçekleştirilen işlemler altı adet fonksiyon şeklinde
tanımlanmaktadır. Tanımlanan altı adet fonksiyonuna üç tanesi bilgi gönderimi, üç tanesi bilgi alımı ile ilgilidir
(Şekil 7).
CSMA/CD protokolünde tanımlanan altı fonksiyonda gerçekleştirilen işlemler aşağıdaki şekilde özetlenebilir:
Çerçeve Düzenlenmesi ve Çözümlenmesi Fonksiyonları (Data Encapsulation - Decamsulation):
Mantıksal hat Kontrol (Logical Link Kontrol - LLC) katmanından alınan verinin başına ve sonuna yeni alanların
eklenmesi
işlemi,
'çerçeve
düzenlenmesi
-
encapsulation'
olarak
isimlendirilir.
Gönderici
istasyonda
gerçekleştirilen çerçeve düzenlenmesi işlemi sonucunda, iletilecek bilgi paketi oluşturulur. Çerçeve düzenlenmesi
sırasında yapılan eklemeler aşağıdaki işlemleri gerçekleştirmek için kullanılır.

Alıcı istasyonların ile senkronizasyonu sağlamak,

İletilecek çerçevenin / paketin başını ve sonunu belirtmek ,

Gönderici ve alıcı istasyonların adreslerini tanımlamak,

İletilen bilgide hata kontrolü işlemlerini gerçekleştirmek,
Alıcıda, bir paketin iletim ortamından alınması ile hedef adres alanındaki bilginin içeriği incelenir, hedef adres alıcı
ile ilişkili ise paket alınarak hata kontrol işlemi gerçekleştirilir, gönderici istasyonda paket oluşturulması sırasında
eklenen
alanlar
çıkarılır
(decampsulation)
ve
veri
LLC
katmanına
iletilir.
Ortam Erişim Yönetimi Fonksiyonu: Gönderici tarafındaki ortam erişim yönetimi fonksiyonu ile, iletim yapılacak
fiziksel iletim ortamının boş olup-olmadığı kontrol edilir ve ortam boş ise paket gönderilmeye başlanır. Ortam dolu
veya çarpışma oluşmuş ise gerçekleştirilecek işlemler belirlenir ve belirlenen işlemler gerçekleştirir.
Alıcı istasyon tarafından bulunan ortam erişim yönetim fonksiyonunda gelen paketin geçerliliği kontrol edilerek,
çerçeve çözümlenmesi işlemi (decapsulation) fonksiyonuna iletilir.
Ortam Erişim Yönetimi Fonksiyonu: Gönderici tarafındaki ortam erişim yönetimi fonksiyonu ile, iletim
yapılacak fiziksel iletim ortamının boş olup-olmadığı kontrol edilir ve ortam boş ise paket gönderilmeye başlanır.
Ortam dolu veya çarpışma oluşmuş ise gerçekleştirilecek işlemler belirlenir ve belirlenen işlemler gerçekleştirir.
Alıcı istasyon tarafından bulunan ortam erişim yönetim fonksiyonunda gelen paketin geçerliliği kontrol edilerek,
çerçeve çözümlenmesi işlemi (decapsulation) fonksiyonuna iletilir.
Veri Kodlama / Kod Çözme Fonksiyonu: Fiziksel katmanda gerçekleştirilen veri kodlama fonksiyonu, iletilecek
sayısal bilginin (bitlerin) iletişim ortamında dolaşacak elektriksel sinyallere dönüştürülmesi işlemini gerçekleştirir.
CSMA/CD protokolünde kodlama işlemi için 'manchester' kodlama tekniği kullanılır. Manchester kodlama
tekniğinde lojik '1' ve lojik '0' bilgilerini temsil etmek için her bit zamanının tam ortasında değer değişmesi
prensibi kullanılması, veriyi temsil eden sinyallerin 'saat' sinyali gibi algılanarak senkronizasyon için kullanılmasına
olanak tanır. Ayrıca, iletim ortamının dinlenmesi işlemi veri kodlama fonksiyonu üzerinden gerçekleştirilir.
Alıcı
istasyon
tarafında
gerçekleştirilen
kod
çözme
fonksiyonu,
elektriksel
sinyalleri
bit
dizisi
şekline
dönüştürülmesi işlemini gerçekleştirir.
CSMA/CD Protokolü Fiziksel katman Standartları
ISO/OSI başvuru modelinin en altında bulunan fiziksel katmanda, iletim ortamının (kablo, tel, vb.) ağı oluşturan
istasyonlara / bilgisayarlara bağlantısını sağlayan mekanik elemanların / konnektörlerin fiziksel karakteristikleri
tanımlanır. Fiziksel karakteristikler; konnektör / terminal şekillerini, konnektör içerisindeki pin sayısını, pinlerin
yerleştirilme düzenini, iletim ortamından iletilecek sinyal seviyelerinin anlamlarını tanımlar. Fiziksel katmanda
tanımlanan karakteristiklerin CSMA / CD protokolündeki yapısı Şekil 8'de verilmektedir.
İletim ortamı olarak kullanılan kablo türüne göre farklılık gösteren iletim ortamı bağlantı ünitesi; istasyonu iletim
ortamına bağlamak için kullanılır.
Kullanılan iletim ortamı bağlantı ünitesinin türü, iletim ortamı olarak kullanılan kablonun çeşidine göre farklılık
gösterir ve iletim ortamının değiştirilmesi durumunda sadece bağlantı ünitesinin değiştirilmesi yeterlidir.
Bağlantı ünitesi arabirimi, istasyon ile iletim ortamı bağlantı ünitesi arasındaki bağlantıyı sağlar ve iki adet
konnektör ile konnektörler arasındaki kablodan oluşur. Bu ünite, veri kodlama / kod çözme ara birimi ile fiziksel
iletim ortamı bağlantısı arasındaki iletişimi gerçekleştirir. Bağlantı ünitesi arabiriminin kullanılması, istasyonların
iletim ortamından bağımsız olmasını sağlar ve bir istasyonun farklı kabloları (baseband kuaksiyel, broadband
kuaksiyel, fiber optik, vb.) kullanabilmesine olanak tanır. Ayrıca, istasyonun iletim ortamından uzağa
yerleştirilebilmesini (max 50m) sağlar.
Ethernet protokolü uygulamasında, yolda oluşan çarpışma olayları düğümlerde bulunan Ethernet kartları
(arabirim kartı) yardımıyla hissedilir. Şekil 9'da, hub kullanılarak oluşturulan bir Ethernet uygulaması örneği
görülmektedir. Örnek yapıda bulunan hub'ın işlevi; gönderici tarafından hatta yerleştirilen elektrik sinyallerini
güvenli bir şekilde alıp, alıcıya doğru yeniden göndermektir. Şekil 13'deki yapıda bulunan düğümlere bağlı iki
hattan; birisi bilgi alımı, diğeri bildi gönderimi için kullanılır.
Hub'ta bulunan tekrarlayıcı, alınan bilgilerin güçlendirilerek tekrar hatta yerleştirilmesine yardımcı olur. Ethernet
protokolü kullanılarak iletişim yapılmasını sağlayan en önemli elemanlardan birisi; ağa bağlı her DTE'de bulunan
ve 'Ethernet kartı' olarak isimlendirilen arabirim devresi / iletişim kontrol kartıdır (Network Interface Card - NIC).
Ethernet kartında gerçekleştirilen işlemler aşağıdaki şekilde özetlenebilir:

Verileri çerçeve haline getirerek, iletişim için hazırlamak.

İletim ortamından çerçeveleri iletmek ve iletim ortamındaki çerçeveleri almak.

Kablo üzerindeki çarpışmaları saptamak.

Hata denetimi ile ilgili işlemleri gerçekleştirmek.

Kablo ile arabirim devreleri arasında elektriksel izalasyon sağlamak.

Ortam erişimi ile ilgili (MAC) algoritmaları yürütmek.

Gönderici ve alıcıda oluşan hatalardan kabloyu yalıtmak.

Hattın yönetimi ile ilgili işlemleri yönetmek.

'Jabber kontrol' olarak isimlendirilen işlemi gerçekleştirmek.
Jabber kontrol : Çarpışma olayının hissedilmesinden sonra gönderilen gelişigüzel bitler, 'jabber' olarak
isimlendirilir. Sürekli olarak gönderilen bu bitler, iletilecek verilerin gönderilmesini engeller. Bu durumun
oluşmaması için, çerçevenin maksimum uzunluğundan daha fazla sayıdaki bitlerin iletiminin engellenmesi gerekir.
Bu engelleme işlemi, alıcı / verici cihazın kablodan ayrıştırılması şeklinde gerçekleştirilir ve bu olay 'jabber
kontrol' olarak isimlendirilir.
Jetonlu Halka Ortam Erişim Yöntemi / IEEE 802.5 Standardı
Yerel alan ağlarında yaygın olarak kullanılan ortam erişim yöntemlerinden birisi, jeton alınması prensibine
dayanan ve 'halka topoloji' yapısına sahip olan 'jetonlu halka ortam erişim yöntemi' dir. Jetonlu halka ortam
erişim yöntemi, IEEE tarafından 'IEEE 802.5' standardı olarak tanımlanmaktadır. Jetonlu halka yapısı
oluşturulurken, düğümler ağa 'halka arayüz birimi' (Ring Interface Unit - RIU) olarak isimlendirilen devre
yardımıyla bağlanırlar.
IBM firması tarafından 1970 yılında geliştirilen ve iyi bir 'servis kalitesi' sunan jetonlu halka protokolünün
sakıncası olarak; ağ denetiminin karmaşık işlemler içermesi, hata denetiminin zor olması ve kompleks yapıda veri
bağı katmanı işlemleri içermesi sıralanabilir. İki farklı iletim hızında (4 Mbps ve 16 Mbps) ürünlere sahip olan
jetonlu halka yönteminin çok yaygınlaşmasının sebebi, IBM dışındaki firmaların jetonlu halka ürünlerini
üretmemeleri ve ürünlerin pahalı olmasıdır.
Jetonlu halka ortam erişim yönteminde, bilgi / çerçeve iletmek isteyen bir düğüm öncelikle jetonu bekler. Jetonun
hatta (iletim ortamında) bulunmaması, jetonun bir düğüm tarafından tutulduğu ve jetonu tutan istasyonun /
düğümün iletim yaptığını belirtir. Jeton; veri çerçevesi içerisinde bulunmayan özel bir bit dizisidir/ simge
mesajdır. Jetonu alan bir düğüm, hattın kontrolünü eline alır ve alıcı adres alanı içeren çerçeveyi göndermeye
başlar. Verici tarafından gönderilen çerçeve, ağda bulunan tüm düğümler tarafından sıra ile alınır. İletilen bilgiyi
alan bir düğüm, aldığı çerçeve kendisine ait bir adres içeriyorsa çerçevenin bir kopyasını alarak tekrar hatta
yerleştirir.
Verici tarafından iletilen çerçeve, halka üzerinden dolaşıp vericiye (kaynak düğüme) dönünceye kadar iletime
devam edilir. İletilen çerçevenin vericiye dönmesi ile iletim sona erdirilir. Çerçevede bulunan alıcı adresine sahip
olan düğüm, hat üzerindeki çerçevenin bir kopyasını alması yanında çerçevenin sonuna 'cevap bitlerini' (response
bits) yerleştirerek, çerçevenin alındığını belirten bir işaret yerleştirilmiş olur.
Jetonlu halka protokolünde, ağ içerisinde aynı anda yalnızca bir tek istasyonun hattı kullanması nedeni ile,
çarpışma olayının oluşması söz konusu değildir. Jetonu tutan ve ileteceği bilgiyi hatta yerleştiren istasyon /
düğüm, ilettiği bilginin halkayı dolaşıp tekrar kendisine gelmesinden sonra jetonu bir sonraki istasyona devreder.
İletilecek bilgisi olmayan istasyon, aldığı jetonu tekrar hatta yerleştirerek bir sonraki düğüme geçmesini sağlar.
Bu işlemler sonucunda, jeton halkada bulunan tüm istasyonlar arasında dolaşır.
4 Mbps veri iletim hızı kullanılması durumunda, buraya kadar özetlenen işlemler takip edilir ve'cevap bitleri'
alındıktan sonra jeton hatta yerleştirilir. 16 Mbps bit iletim hızının kullanılması durumunda ise; bir düğüm
tarafından alınan jeton, iletilecek son bitin iletimini takiben hatta yerleştirilir ve bu yöntem 'erken jeton
bırakılması' (early token release) olarak isimlendirilir.
Jetonlu halka ortam erişim yönteminde, '0' ve '1' bilgilerinin elektrik işaretleri/sinyalleri şeklinde hatta
yerleştirilmesinde, 'Manchester' kodlama tekniği kullanılır. 'Manchester' kodlamasında kullanılan lojik '1' ve '0'
değerlerinin ifade edilmesinde; bit süresinin tam ortasında değer değişimi olayı, verici ile alıcı arasındaki
senkronizasyon işlemine yardımcı olur.
Jetonlu Halka Yapılarında Kullanılan Arayüz Devreleri ve Kablolar
Jetonlu halka yapısında, düğüm / DTE ile halka şeklindeki fiziksel ortamın bağlantısında 'çoklu-istasyon erişim
birimi' (Multistation Access Unit - MAU) olarak isimlendirilen elemanlardan / cihazlardan faydalanılır. MAU
cihazları üzerinde birden çok sayıda 'jetonlu halka konnektörü' bulunur. Düğümlerde bulunan 'halka ağ arabirim /
arayüz kartları' (Ring Interface Unit - RIU) bu konnektörlere bağlanarak halka yapısı oluşturulur.
Yaygın olarak dolanmış-çift (twisted-pair) kabloların kullanıldığı jetonlu halka yapısında düğümler doğrudan
halkaya bağlanabileceği gibi, 'yoğunlaştırıcı' (concentrator) olarak isimlendirilen eleman aracılığı ile de bağlanabilir
(Şekil1.a). 'Yoğunlaştırıcı' yardımı ile bir bina içerisindeki halka kablolamayı basite indirgemek mümkündür.
'Halka yapısı' (ring configuration), bir düğümün komşu durumundaki iki düğüme Şekil 1.a'da prensip olarak
gösterildiği şekilde bağlanması ile oluşturulur. Halka yapısında istasyonların / düğümlerin ağa bağlanmasını
sağlayan 'MAU' devreleri; kontrol ile açılıp kapanan anahtarlara sahip röleleri ve sinyal alınmasını veya
gönderilmesini sağlayan elektronik devreleri içerir (Şekil 1). MAU devrelerinde bulunan anahtarların açılıpkapatılması ile; bir düğümün halkaya bağlantısının yapılması veya düğümün halkadan koparılması (bypass
durumu) mümkün olur. 'Bypass' durumu, 'iletim durumu' veya 'aktarım durumu' olarak isimlendirilebilir. Bir
düğümün halkaya bağlanması veya 'iletim' durumuna geçmesi, düğüm içerisinde bulunan halka arayüz devresi
üzerindeki MAC alt-birimi tarafından yapılır. Bir düğümün hattaki bilgiyi alacak şekilde bulunması durumu,
'dinleme durumu' olarak adlandırılır. Dinleme durumunda bulunan düğümler üzerinden iletim yapılırken, iletilen
çerçevenin her bir düğümden geçişi sırasında 1 bitlik gecikme oluşur.
Jetonlu halka yapısını oluşturmada, 'Tür 1' (Type 1), 'Tür 2' (Type 2) ve 'Tür 3' (Type 3) olarak isimlendirilen üç
farklı kablo türü kullanılır. 'Tür 1' ve 'Tür 2' ile en fazla 12 tane MAU elemanı bir arada kullanılarak 16 Mbps
hızında iletişim yapılabilirken, 'Tür 1' olarak tanımlanan kablo ile en fazla 2 MAU elemanı kullanılabilir ve 4 Mbps
hızında iletişim mümkün olur.
Jetonlu Halka Ağlarda Kullanılan Çerçeve Yapıları
Jetonlu halka ortam erişim yöntemi kullanılan ağlarda, iki farklı çerçeve yapısı kullanılır. Jeton aktarımı için
kullanılan çerçeve yapısı (Şekil2) ve veri aktarımı için kullanılan çerçeve yapısı (Şekil3).
Düğümler arasında ağın kullanım hakkını dağıtmaya yardımcı olmak, ağın kullanım hakkının bir düğüme
verilmesini sağlamak için; 'kontrol jetonu çerçevesi' veya 'jeton çerçevesi' olarak isimlendirilen çerçeve
yapısı kullanılır (Şekil2). Ağ içerisindeki veri aktarımını veya MAC denetimini gerçekleştirmek amacıyla kullanılan
çerçeve yapısı ise, 'veri çerçevesi' veya 'normal çerçeve' olarak isimlendirilir (Şekil3).
1.Jeton çerçevesi yapısı:
Jeton çerçevesi üç bayt uzunluğundadır ve her bir bayt farklı bilgiyi içerir: İlk bayt çerçeve başını (start delimeter
- SD) ve son bayt çerçeve sonunu (end delimeter - ED) göstermek için kullanılırken, ortadaki bayt kontrol
amacıyla
kullanılan
bilgileri
(access
control
-
AC)
iletmek
için
kullanılır.
AC alanı: Kontrol / denetim amacı ile kullanılan bilgileri içeren AC alanı dört farklı kısımdan oluşur: Öncelik (P),
jeton (T), gözlemci (M) ve rezervasyon (R) alanları (Şekil2). Jeton ve veri çerçevelerinde aynı yapıda / formatta
olan alanların işlevlerini / fonksiyonlarını genel hatları ile açıklayalım :
Çerçeve başı - SD' ve 'çerçeve sonu - ED' alanları: Çerçeve sınırlarını belirlemek için kullanılan ve özel bit
dizisine sahip olan alanlardır. 'SD' ve 'ED' alanlarında, iletim ortamında yerleştirirken 'Manchester Kodlama'
tekniği yerine 'sabit seviyeli' kodlama tekniği ile hatlara yerleştirir. 'SD' ve 'ED' alanlarında 'J' ile gösterilen bitler,
işlenilen sembol / değerler ile aynı gerilim seviyesi (polarity) ile temsil edilirken, 'K' ile gösterilen bitler; işlenilen
değerin tersi ile tanımlanırlar (Şekil2). Kullanılan bu yöntemle alıcı konumundaki düğüm, çerçeve uzunluğuna
bağımlı kalmadan çerçevenin başını ve sonunu hisseder. Çerçeve sonunu belirtmek için kullanılan 'ED' alanında
bulunan ilk altı bit (JK1JK1) çerçeve sonunu ifade etmek için kullanılırken, son kısımda bulunan iki bitin (I ve E
bitleri) farklı işlevleri bulunmaktadır:

Jeton çerçevesinde 'E' ve 'I' bitleri lojik '0' değerindedir.

'I' biti, çerçevenin iletilen çerçeve dizisi / grubu içerisindeki durumunun gösterir. İletilen veri, yalnızca bir
çerçeve ile iletilebilecek uzunlukta ise; I=1 değerine sahip olur. Birden çok çerçeve içerisinde iletilen
verilerin ilk veya orta çerçevesinde I=1 değerine sahiptir. Çerçeve, iletilen çerçeve gurubunun son
çerçevesi ise I=0 değerini alır.

'E' biti hata denetimi için kullanır: normal durumda bir çerçeve içerisinde E=1 değerine sahiptir. Aldığı
veya almadan hatta yerleştirdiği bir çerçeve yaptığı hata denetimi sırasında hata olduğunu belirleyen bir
düğüm, E bitini '0' yaparak hata durumunu 'gönderici' durumundaki düğüme iletir.
Üç bitlik öncelik alanı (Priority bits-P) : Alınan jetonun önceliğini ve buna bağlı olarak hangi önceliğe sahip
çerçeveleri iletebileceğini gösterir. Jetonu alan bir düğüm aldığı jeton çerçevesi'nde bulunan öncelik değeri ile
ileteceği çerçevenin 'P' alanlarındaki değerler karşılaştırır. Jeton çerçevesi'ndeki öncelik değeri, ileteceği
çerçevelerin öncelik değerine uygun ise (aynı veya daha yüksek önceliğe sahipse) veri çerçevesini iletebilirken,
aksi durumda kendisi veri iletmeden 'jeton çerçevesini' tekrar hatta yerleştirir.
Bir bitlik 'jeton' alanı (Token bit-T): Çerçevenin çeşidini gösterir. Lojik '0' olması çerçevenin 'jeton' olduğunu
gösterirken, '1' olması 'veri çerçevesi' olduğunu gösterir. Jeton'u alan ve ileteceği verisi olan bir düğüm, aldığı
jetonun 'P' alanındaki değer uygun ise 'T' bitini '1' yaparak aynı 'AC' alanını 'veri çerçevesi'ne yerleştirir.
Bir bitlik 'gözlemci' alanı (Monitor bit-M): Jetonlu halka ağ yapısında bulunan düğümlerden birisi 'gözlemci'
olarak isimlendirilir ve halkada oluşan çerçeve trafiğini gözlemleme işlemini gerçekleştirir. Düğümler tarafından
üretilen jeton veya veri çerçevelerinde 'M' biti değeri lojik '0' dır. Gözlemci olarak görev yapan düğümden bir
çerçevenin geçişi sırasında 'M' değeri '1' yapılır. Jeton veya veri çerçevesinde 'M' biti değeri '1' olan bir çerçeve
gören gözlemci, bu çerçevenin bir döngü (ring) yaparak kendisine geldiğini anlar ve bu durumu hatalı durum
olarak algılayarak bu çerçeveyi hattan alıp, yeni bir jetonu hatta yerleştirir.
Üç bitlik rezervasyon alanı (Reservation bits-R): Rezervasyon alanı, jetonlu halka ağlarda 'öncelik'
sisteminin çalışmasına yardımcı olan bir alandır. 'Dinleme' durumunda bulunan ve gönderilecek veri çerçevesi
bulunan bir düğüm, hatta dolaşan veri çerçevesini alınca; aldığı çerçevedeki 'R' alanındaki değerler ile kendisinin
göndereceği
veri
çerçevesinin
'P'
alanındaki
değerleri
karşılaştırır
(öncelik
için
karşılaştırılma). 'R' alanındaki değerin temsil ettiği öncelik, kendi veri çerçevesinin 'P' alanındaki değerden daha
düşük önceliğe sahip ise; 'P' alanındaki değeri (kendi öncelik değerini) 'R' alanına yerleştirir. Hatta dolaşan veri
çerçevesini hatta yerleştiren düğüm, çerçeveyi hattan kaldırırken 'R' alanını kontrol eder. Kendisinin ileteceği
başka bir bilgi yoksa veya 'R' alanındaki değer kendisinin ileteceği çerçevenin 'P' alanından daha düşük önceliğe
sahip ise; hattan kaldırdığı çerçeveden okuduğu 'R' alanındaki değerin 'P' alanında bulunacağı yeni bir jeton üretir
ve hatta yerleştirir. Kendisinin önceliği 'R' alanındaki değere göre daha yüksek önceliğe sahip ise, kendi veri
çerçevesini hatta koyar. Bu işlemler ile, jetonlu halka yapısında öncelikli çerçevelerin hatta daha önce
yerleştirilmesi sağlanarak 'öncelik' sistemi çalışmış olur.
2.Veri çerçevesi yapısı:
Çerçeve başı Alanı - SD ve AC Alanları : Her birisi 1 bayt uzunluğundaki 'SD' ve 'AC' alanları jeton çerçeve
formatı ile aynı içeriğe sahiptir. Yalnızca, jeton çerçevesinde lojik '0' olan 'T' bitinin değeri, veri çerçevesinde lojik
'1' değerindedir.
Çerçeve kontrol (Frame Control - FC) : Bir bayt uzunluğundaki çerçeve kontrol alanının içeriği ile, 'veri
çerçevesinin' türünün (MAC veya veri çerçevesi olduğu) belirtilmesi yanında belirli kontrol işlemleri gerçekleştirilir.
İlk iki bit ile (F bitleri) çerçeve türü belirtilir. Çerçevenin MAC ile ilgili olduğunun belirtilmesi durumunda; 'Z' ile
gösterilen 6 bit kontrol bitleri olarak işlem görür ve halkada bulunan tüm düğümler tarafından değerlendirilir.
Çerçevenin veri iletimi için kullanılacağının belirtilmesi durumunda ise; 'Z' ile gösterilen 6 bit yalnızca adres
alanında gösterilen düğümler tarafından alınarak işlenir.
Alıcı ve verici adres alanları (DA ve SA): DA ve SA alanları 16 bit veya 48 bit uzunluğa sahip olabilirler.
Ancak, bir sistem içerisinde bulunan tüm düğümlerin aynı adres alanı uzunluğu ile ifade edilmeleri /
tanımlanmaları ve aynı adres alanı uzunluğunu kullanmaları gerekir. Alıcı adres alanındaki ilk bit (1. Bit), adresin
bir düğümü (0 değeri ile) veya birden çok düğümü / grubu (1 değeri ile) içerdiğini belirtmek için kullanılır. Alıcı
adres alanındaki bilgi bir grup düğümü ifade edilebileceği gibi, sistemde bulunan tüm düğümleri de (tüm bitler 1
yapılır) ifade edilebilir. Kaynak adres alanı ise, daima bir tek düğümü göstermek zorundadır ve çerçeveyi
gönderen düğümün adresini içerir.
Veri Alanı: Veri alanı; çerçevenin veri iletilmesi amacıyla kullanılması durumunda iletilecek veriyi içerirken,
çerçevenin MAC kontrolleri ile ilgili olması durumunda ek MAC bilgilerini içerir. Jetonlu halka yapısında, veri
alanının maksimum uzunluğu ile ilgili bir kısıtlama olmamasına karşılık, jetonun bir çerçeve tarafından
kullanılabileceği süre veri alanının uzunluğu ile kısıtlama oluşmasına neden olur. İletim hızı ve ilgili süre göz
önünde bulundurularak maksimum veri alanı uzunluğu 5000 bayt olarak tespit edilmiştir.
Çerçeve kontrol dizisi (FCS) alanı : FCS alanı 32 bit uzunlukta, 'çevrimli fazlalık denemesi' (CRC) ile elde
edilen değeri içeren ve hata denetimi amacıyla kullanılan bir alandır.
Çerçeve durumu alanı (Frame Status - FS) : Alıcının durumu hakkında göndericinin bilgilenmesini sağlayan ve
1 bayt uzunluğa sahip olan FS alanı iki bölümden oluşur: Adres-tanıma bitleri (A) ve çerçeve kopyalama bitleri
(C).

Gönderici tarafından çerçevenin oluşturulması sırasında A ve C değerleri '0' yapılır (A=C=O).

Alıcı gelen çerçeveyi tanımasına karşılık değişik nedenlerle (tamponun dolu olması gibi) çerçeveyi alamaz /
kopyalayamaz ise A bitini 1 yapar (A=1, C=0).

Alıcı, çerçeveyi hem tanır hem de bir kopyasını alırsa; A ve C bitlerine '1' yerleştirir (A=C=1).
A ve C bitlerinin aldıkları bu değerleri inceleyen gönderici; hatta yerleştirdiği çerçeve üzerinde diğer düğümler
tarafından yapılan işlemler hakkında bilgi sahibi olur. Örnek olarak, hattan geri dönen çerçevede A ve C değerleri
'0' ise; alıcının aktif olmadığı / çalışmadığı veya alıcı adresinin hatalı olduğu anlaşılır.
Jetonlu halka teknolojisini / yapısını özetledikten ve çerçeve yapılarını inceledikten sonra, jetonlu halka ortam
erişim yöntemini / protokolünü kullanan sistemlerin çalışma prensiplerini çerçeve gönderimi ve alımı ile ilgili
işlemlere bağlı olarak özetleyelim. Özetleme sırasında, Şekil4'te açıklanan / özetlenen işlemlerden faydalanalım.
1. Veri göndermek isteyen bir düğüm, göndermek istediği veriyi MAC katmanında uygun çerçeve formatına
getirerek jetonun / sıranın kendisine gelmesini bekler (Şekil 4'te 'a' durumu). Jeton'u alınca, jetonu kendinde
tutarak veri çerçevesini iletmek için gerekli işlemleri başlatır.
2. Jetonlu halka protokolünde 'öncelik' (Priority) mekanizması bulunması nedeni ile jetonun alınması ile
çerçevenin hatta yerleştirilebilmesi için; alınan jetonun öncelik değerinin gönderilmek istenen çerçevenin öncelik
değerine eşit veya daha düşük öncelikli olması gerekir. Bu kontrol işlemi, çerçevedeki 'AC' alanındaki 'öncelik' (P)
bitleri kontrol edilerek gerçekleştirilir.
3. Öncelikli bitlerindeki değer daha yüksek veya aynı önceliğe sahipse; bu değerlere karışmadan jetonu tekrar
hatta yerleştirir ve beklemeye devam eder.
4. Jetondaki değer daha düşük önceliğe sahip ise; kendisinden daha öncelikli bekleyen bir düğüm olmadığını anlar
ve jetonu tutarak kendi çerçevesini hatta yerleştirir (Şekil 4'te 'b' durumu). Çerçevenin hatta yerleştirilmesi
sırasında 'öncelik' (P) alanına kendinin öncelik değerini yerleştirir ve 'AC' alanındaki 'T' bitini '1' yapar (veri
çerçevesi olduğunu göstermek için).
5. Çerçevenin gönderimi sırasında, FCS alanına yerleştirilen değer hesaplanarak çerçeve sonundan önce
çerçeveye yerleştirilir.
6. Alıcı durumundaki bir düğüm aldığı bitlerden bir çerçevenin başladığını, 'çerçeve başlangıç alanında' bulunan
özel bit dizisinden anlar. Aldığı çerçevenin özelliğini (veri çerçevesimi yoksa jeton çerçevesimi olduğunu) tespit
eder.
7. Jetonlu halka yapısında bulunan düğümler alıcı konumunda iseler, 'iletim' veya 'dinleme' durumuna sahip
olabilirler. Düğümün aktif olması, 'dinleme' durumunda olması anlamına geleceğinden; 'dinleme' durumundaki bir
düğüm gelen çerçevenin 'AC' kısmı içerisindeki 'T' bitini kontrol ederek; 'veri çerçevesimi' yoksa 'jeton
çerçevesimi' olduğunu anlar.
8. Gelen çerçeve, başka bir düğüm tarafından hatta yerleştirilen 'veri çerçevesi' ise; çerçevenin bir kopyasını
alarak çerçeveyi tekrar hatta yerleştirirken (Şekil 4'te 'c' durumu), alıcı adresi kendisine ait değilse; 'iletim'
durumuna geçerek çerçevenin doğrudan hatta iletilmesini sağlar.
9. Alıcı konumundaki düğüm, kopyaladığı veya yalnızca ilettiği çerçevenin 'FS' alanındaki 'A' ve 'C' bitlerini,
gerçekleştirdiği işleme göre şekillendirir.
10. Gönderici düğümü, gönderdiği çerçevenin kendisine ulaşması ile gelen çerçeveyi hatta yerleştirme işlemini
bırakır. Gelen çerçeveyi alarak (hattan kaldırarak) 'FS' alanındaki 'A' ve 'C' bitlerinin durumlarını kontrol eder
(Şekil 4'te 'd' durumu). Bu kontrol işlemi sonucunda, ilettiği çerçeve üzerinde yapılan işlemler hakkında bilgi
sahibi olur.
11. İlettiği çerçevenin tamamını alan bir düğüm, ileteceği yeni bir çerçeve varsa bunu hatta yerleştirir. Ancak
yeni bir çerçeveyi hatta yerleştirmeden önce, 'rezervasyon' bitlerinin değerini ve jetonun kendisinde kaldığı süreyi
kontrol etmek zorundadır. 'Rezarvasyon' bitlerindeki değer daha yüksek önceliğe sahip veya jeton tutma süresi
(hattı kullanma süresi) dolmuş ise (10 mSn), yeni bir çerçeveyi değil jetonu hatta yerleştirir.
Jetonlu Yol Ortam Erişim Yöntemi / 802.4 Standardı
IEEE standartlarında tanımlanan üçüncü yerel alan ağ protokolü, fiziksel olarak 'yol' yapısında olmasına karşılık
mantıksal olarak 'halka' yapısına sahip olan ve jeton kullanılması prensibine dayanan 'jetonlu yol ortam erişim
yöntemi'dir. Bu yöntemde; 'topoloji' olarak 'yol' yapısı kullanılmasına rağmen ortam erişimi için CSMA yöntemi
yerine 'jeton kullanımı' yöntemi uygulanır.
Jetonlu yol erişim yöntemi ilk olarak 1980 yılında 'üretim otomasyon protokolünde' (Manufacturing Automation
Protocol - MAP) kullanılmak üzere 'General Motors' firması tarafından geliştirilmiştir. Fiziksel ortam / iletim ortamı
olarak kuaksiyel kablo ve iletişim tekniği olarak 'genişband' (broadband) veya 'taşıyıcıband' (carrierband) iletişim
tekniği kullanılır. Jetonlu yol protokolünde 1 Mbps, 5 Mbps ve 10 Mbps veri aktarım hızlarında uygulamalar
bulunmaktadır.
'Jeton' yöntemi kullanılması nedeni ile, verilerin iletilmesinde öncelik mekanizması oluşturulması ve düğümlerin
belli bir zaman içerisinde ortama erişiminin garanti edilmesi mümkündür. Bu özelliği nedeni ile, jetonlu yol ortam
erişim yöntemi özellikle üretim sistemlerinde, fabrika otomasyonunda ve işlem (process) kontrol sistemlerinde
kullanılırlar. Günümüzde fabrika otomasyon sistemlerinde yaygın kullanıma sahip olan 'ProfiBUS' protokolü,
jetonlu yol ortam erişim yöntemini kullanmaktadır.
Jetonlu yol yönteminde iletişim tekniği olarak, yol yapısında kullanılan yaymalı (broadcasting) iletişim ile halka
yapısında kullanılan 'sıralı' (sequential) erişimin ortak özellikleri kullanılır. Ortak özelliklerin kullanılması, jetonlu
halka yönteminde gerçekleştirilen ağ yönetim işlemlerini karmaşık ve önemli hale getirir.(Şekil5)
'Jetonlu yol' yönteminde takip edilen işlem aşamaları genel hatları ile 'jetonlu halka' yönteminde takip edilen
işlem aşamalarına benzer. İletim ortamına veri yerleştirilmesi, düğümler arasında dolaşan jeton'nun elde
edilmesinden sonra gerçekleştirilebilir. Jetonu elde eden bir düğüm, iletmek istediği veriyi çerçeve formatına
getirerek hatta yerleştirir. İleteceği çerçevenin bitmesi ile, jetonu uygun olan bir düğüme aktarır / iletir. Jeton
komşu düğüme iletilmek zorunda değildir, uygun olan bir düğüm seçilerek jeton aktarılabilir.
'Jetonlu Yol' Çerçeve Yapısı Ve Jetonlu Yolda Verilerin İletimi
'Jetonlu yol' / 802.4 standardında kullanılan çerçeve yapısı genel hatları ile 'jetonlu halka' yapısında kullanılan
çerçeve yapısına benzer (Şekil5). İki çerçeve formatı arasındaki farklardan birisi; 'öntakı' alanı ve veri alanı
uzunluklarıdır. 802.4 protokolünde başlangıç kısmında, öntakı alanı (preample) olarak isimlendirilen 1 bayt'tan
daha uzun bir alan bulunmaktadır. Veri alanı ise 802.5 protokolünde en fazla (maksimum) 5000 bayt iken, 802.4
protokolünde 8190 bayt olabilir.
İki çerçeve formatı arasındaki diğer bir fark; çerçeve başı ve çerçeve başı (SD) ve çerçeve sonu (ED) alanlarında
bulunan J ve K bitlerinin iki yöntemde farklı amaçlar için kullanılmasıdır. 802.5 protokolünde veri ile ilgili
işlemlerde kullanılmasına karşılık (data transparancy), 802.4 protokolünde özel bir dizisi haline dönüştürülerek
'taşıyıcı bant' (carrier band) yönteminin uygulamasında kullanılır.
Jetonlu yol yapısında, düğümlerin iletim ortamına bağlanmasında 'modülasyon ve arayüz kontrol devresi' olarak
isimlendirilen devreler kullanılır (Şekil 6.a). Modülasyon ve arayüz kontrol devreleri aşağıdaki işlemleri
gerçekleştirir:

Veriyi kodlayarak gönderme - Modülasyon.

Verinin kodunu çözerek veriyi alma - Demodülasyon

Saat / tetikleme işareti üretimi.
Jetonlu yol protokolü ile 'taşıyıcı band' iletişim tekniği kullanılıyorsa, ortamın tüm band genişliğini tek bir sinyal
kapsar ve iletilecek sinyal modu ile modülasyon işlemine tabi tutulur. İletişim tekniği olarak 'taşıyıcı band'
kullanılması, iki farklı frekans ile işlemlerin gerçekleştirilmesi (lojik '0' ve '1' değerlerinin iletimi) anlamına gelir.
Ağda bulunan devrelere, iki frekansı seçecek filtre devreleri yarleştirilerek sinyallerin seçilmesi mümkün olur.
Lojik '1' ve lojik '0' bilgileri farklı frekansa sahip elektriksel sinyaller kullanılarak iletilir (Şekil6.b). Lojik '1' bilgisi;
bit iletim hızında frekansa sahip bir sinyal ile gönderilirken, lojik '0' bilgisi; bit iletim hızının iki katı frekansa sahip
bir sinyal ile iletilir.
Jetonlu Yol Mimarisi ve Öncelik Mekanizması
Jetonlu yol yapısında, düğümler fiziksel olarak yol-mantıksal olarak halka yapısı oluştururlar (Şekil7). Oluşan
yapı içerisinde iletim düzenini, halka mantığını fakat yol yapısını kullanan jeton şekillendirir.
Jetonlu yol protokolünde tüm düğümlerin doğrudan iletim ortamına / kabloya bağlı olması nedeni ile, iletim
ortamına yerleştirilen bir çerçeve ağda aktif durumda bulunan tüm düğümler tarafından alınabilir. Yol
topolojisinde oluşan mantıksal halka yapısı; jetonlu halka yapısı ile aynı olmak zorunda değildir. Kendisinden önde
bulunan komşusundan jetonu alan bir düğüm, iletilmeyi bekleyen bir çerçevesi varsa çerçeveyi hatta yerleştirir ve
jetonu kendisinden sonraki komşusuna aktarır. Bu işlemin gerçekleştirilebilmesi için, her bir düğümün; mantıksal
halka yapısında bulunan kendisinden önceki ve sonraki düğümlerin adreslerini bilmesi gerekir. İletilen bir jetonun
alıcı tarafından alınmaması durumunda; alıcının çalışmadığı veya mantıksal halka yapısından çıktığı kabul edilir ve
yeni bir mantıksal halka yapısı oluşturmak için çeşitli teknikler kullanılır. Diğer bir deyişle; tespit edilen
maksimum zaman içerisinde, iletilen çerçevenin alıcı tarafından alındığını belirten cevabın alınmaması durumunda
alıcı olarak ifade edilen düğümün çalışmadığı veya iletilen çerçevenin bozulduğu kanısına varılır. Bu durumda
kullanılan ağ yönetim tekniğine göre yeni bir alıcı düğümü adresi oluşturulması ve yeni bir çerçeve iletilmesi
işlemleri gerçekleştirilir.
Bir jetonun iletilmesinden sonra, hatta hata mesajı (çerçevesi) veya hatalı FCS alanına sahip bir veri çerçevesi
hisseden bir düğüm, beklemesi gereken sürenin 4 katı süre ile bekleme durumuna geçer. Bu süre içerisinde de
hatta jeton veya çerçeve hissedemeyen düğüm, ilettiği jeton'da bir hata oluştuğu kanaatine varır ve jetonu tekrar
iletir. Bekleme süresi içerisinde hatta bir çerçeve olduğunu hisseden düğüm, jetonun kendisinden sonraki
düğümde olduğunu ve komşu düğümün geçerli bir çerçeveyi hatta yerleştirdiğini anlar.
Jetonlu yol protokolünde, jetonlu halka protokolünde olduğu gibi 'öncelik' mekanizması uygulanır. Jetonlu yolla,
'erişim sınıfı' (access class) olarak isimlendirilen öncelik seviyeleri ile yola erişim mekanizması şekillendirilir. 'Sınıf
0', 'Sınıf 2', 'Sınıf 4', 'Sınıf 6' olarak isimlendirilen dört farklı erişim sınıfı bulunmaktadır ve 'Sınıf 6' en yüksek
önceliğe sahiptir. Her bir 'erişim sınıfı' farklı işlemler için kullanılır:

Sınıf 6: Çok önemli kontrol işlemlerini ve kritik / önemli durumları ifade eden acil mesajlardır.

Sınıf 4: Halka yönetim fonksiyonları ve normal kontrol işlemleri ile ilgili mesajlardır.

Sınıf 2: Veri iletimi isteğini ileten, rutin veri haberleşmesi ile ilgili mesajlardır.

Sınıf 0: Program yüklenmesi / dosya aktarımı ile ilgili, en düşük önceliğe sahip mesajlardır.
Jetonlu yol yapısındaki düğümlerde bulunan 'Zamanlayıcılar' yardımı ile; iletim ortamının düğüm'ler paylaşımlı
olarak en yüksek kapasite ile (band genişliği ile) kullanılması ve yüksek önceliğe sahip çerçevelerin sırası ile
iletilmesi mümkün olur. Çerçeve iletimini kontrol etmek amacı ile iki farklı 'zamanlayıcı' (timer) kullanılır: 'Jeton
tutma zamanlayıcısı' (token hold timer - THT) ve 'yüksek öncelikli jeton tutma zamanlayıcısı' (high priority token
hold timer - HPTHT).
Jetonu alan bir düğüm, 'THT' zamanlayıcısı çalıştırır. 'HP-THT' zamanlayıcı ile bekleme süresi tutulan ve en uzun
süre bekleyen çerçeveyi uyguladığı kontrol algoritmasına bağlı olarak iletmeye başlar. 'THT' zamanlayıcısındaki
değer, maksimum jeton tutma süresini (protokolde belirtilen) aşmadığı sürece iletilmek için bekleyen düşük
öncelikli çerçeveler iletilmeye devam edilir.
Mantıksal halka / fiziksel yol yapısını oluşturan her bir düğümde, jetonun hatta yerleştirilmesi ile çalışmaya
başlayan ve jetonun alınması ile duran bir zamanlayıcı / saat bulunur. Bu zamanlayıcı da tutulan değer, 'jeton
çevrim zamanı' (token rotation time-TRT) olarak isimlendirilen bir değişken ile tanımlanır
Bir düğüm 'jetonu' aldığı zaman, TRT'nin mevcut değerini 'jeton tutma zamanlayıcısı' içerisine yerleştirir ve
TRT'nin içeriğini '0' yapar. Diğer taraftan, her bir düğümde daha önceden belirlenen ve 'hedef jeton çevrim
zamanı' (target token rotation time-TTRT) olarak bilinen sabit bir değer bulunur.
Jetonu alan bir düğüm, jetonu aldıktan sonra, 'jeton çevrim zamanlayıcısını-TRT' çalıştırarak / artırarak, bekleyen
yüksek öncelikli çerçeveleri iletir. Bu arada, jeton tutma zamanlayıcısının -'THT' değeri ile 'TTRT' değeri arasındaki
farklı hesaplar. Hesaplama sonucu pozitif ise; 'TTRT' değerine erişinceye kadar sırada bekleyen 'düşük-öncelikli'
çerçeveleri gönderebilir. Karşılaştırma sonucunda bulunan değer negatif veya sıfır ise; düşük-öncelikli çerçeveleri
iletemez ve 'jeton' bir sonraki düğüme aktarılır. Öncelik mekanizmasını kullanan her bir düğüm, TTRT değerine
ulaşıncaya kadar yüksek öncelikli erişim sınıflarından başlayarak bekleyen çerçeveleri iletebilir.
Asenkron Transfer Modu - ATM (Eşzamansız İletişim Modu)
Ses, veri ve video gibi farklı içeriğe sahip bilgilerin, 'hücre' olarak isimlendirilen sabit uzunluklu paketler halinde
(hücre) aynı ortamdan hızlı bir şekilde aktarılmasını sağlayan bir anahtarlama teknolojisidir. Diğer bir deyişle,
ATM tüm trafik sınıflarına servis kalitesi sağlayabilen ve B-ISDN (geniş bantlı iletişim teknigi) için standart olarak
kabul edilen dijital iletişim teknolojisidir. Asenkron Transfer Modu (Asynchronous Transfer Mode - ATM)
protokolünün önemli bir özelliği, LAN, WAN ve Kampüs uygulamaları için uygun bir teknoloji olmasıdır. ATM
protokolü, farklı ölçekteki ağ uygulamalarında kullanıcı sayısından bağımsız, hızlı ve yüksek performanslı bir
iletişim olanağı sunar.
ATM genel özellikleri ile; 'devre uyumlu, donanım kontrollü, akış kontrolü ve hata düzeltme mekanizmalarının
bulunması nedeni ile düşük ek işlem gerektiren sanal kanallar' şeklinde tanımlanabilir.
Asenkron Transfer Modu ismindeki 'asenkron' terimi ile; çoklamalı iletişim açısından bir bağlantıya ait hücrelerin
düzensiz bir şekilde iletilebileceği ve gönderici
- alıcı arasında eşzamanlı iletişimin zorunlu olmaması
açıklanmaktadır. 'Transfer' terimi ile; devreleri anahtarlamanın ve bilgiyi transfer etmenin özel bir yöntemi
tanımlanmaktadır. Bilginin iletilmesi açısından; ATM geleneksel bilgi iletim tekniklerine çok benzemesine karşılık,
anahtarlama açısından; devre anahtarlama ve paket anahtarlama tekniklerinin üstünlüklerine sahiptir. ATM,
gerçek ihtiyaca göre belirlenen sabit bir iletim hızı ile (zaman değişkenli bit iletim hızları dahil) haberleşmeyi
desteklemektedir.
ATM, devre anahtarlama tekniklerinin özellikleri olan küçük başlık ve düşük işlem gereksinimi özelliklerini
içermektedir. Bununla beraber, paket anahtarlama tekniği içerisinde tanımlanan özel bağlantılara (sanal yol ve
kanal) sahiptir. Sanal kanallar kullanılarak kısa ve sabit uzunluklu hücreler iletilir. Böylece hem anahtarlama
hemde çoklamalı iletişim için gerekli ortam sağlanmış olur.
ATM gerçek ihtiyaca göre belirlenen ATM, birçok üretici firma tarafından desteklenen ve farklı üreticiler tarafından
üretilen ATM ağ cihazlarının karşılıklı çalışabilmeleri için devamlı olarak yeni standartların eklendiği bir
teknolojidir. ATM'in kapsamına giren konularda standart belirleyen ve her biri farklı açılara / konulara odaklanmış
bulunan üç kurum / grup bulunmaktadır:
1.
ITU-T
(International
Telecommunication
Union-Telecommunication)
:
ATM
protokolünü
ve
arabirimlerini tanımlamış ve 1990 yılında ilk standartları belirlemiştir. Şu anda önerilerin / bildirgelerin
(recommandations) güncellenmesi ve kontrol edilmesi ITU-T tarafından gerçeklenmektedir.
2. ATM Forum : Daha çok üretici firmaların üye olduğu bir çalışma grubudur. Ana amacı; ITU-T tarafından
tanımlanan / önerilen standartları geliştirmek ve tüm üyelerin, ürünlerine yansıtacağı standartları belirlemektir.
3. IETF (Internet Engineering Task Force) : ATM üzerinden IP trafiğinin taşınabilmesi (Classical IP over ATM,
CLIP) ile ilgili çalışmalar yürüten bir kurumdur.
Yüksek performansı, güçlü anahtarlama teknolojisi ve farklı türdeki trafik gereksinimlerini karşılaması özellikleri
ile zaman kritikli veya gerçek zamanlı uygulamalar için geleceğin teknolojisi olarak kabul edilen ATM protokolünün
/ teknolojisinin genel özelliklerini tanımlayalım.
ATM Teknolojisi Tarafından Sağlanan Hizmetler / Servisler
ATM, farklı türdeki (ses, veri, görüntü) trafik gereksinimleri için hizmet sınıfları (Class of Services, CoS) sunan
hücre tabanlı bir ağ teknolojisidir. Düşük hızlarda çalışan küçük sistemler yanında, omurga olarak kullanılmasına
olanak tanıyan yüksek hızlarda çalışması mümkündür. ATM teknolojisini, aynı uygulama alanlarında kullanılan
diğer teknolojilerden üstün kılan birçok özellik bulunmaktadır. ATM teknolojisini üstün duruma getiren özellikleri
aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz :

Veri, ses, veya görüntü aktarımda, hücre (cell) olarak adlandırılan küçük boyutlu ve sabit uzunlukta
paketler kullanması.

Ses, veri ve video iletimi gibi farklı hizmetleri / trafik türlerini desteklemesi ve bu hizmetlerin gereksinim
duyduğu hizmet kalitesini (Quality of Service, QoS) gerçek zamanlı olarak sunması.(Şekil1)

LAN, MAN ve WAN uygulamaları için uygun bir teknoloji olması.

Fiber optik teknolojisi ile yüksek hızlı bir iletişimi desteklemesi.

Paket anahtarlama ve devre anahtarlama yöntemlerinin üstün taraflarını kullanması.

Büyük ölçekli uygulamalarda, ağ içindeki kullanıcı sayısından bağımsız olarak yüksek bir performans
göstermesi.

Mevcut LAN teknolojileri ile (Ethernet, Token Ring, vb) birlikte çalışabilmesini sağlayan LAN Emülasyonu
(LANE) özelliğini desteklemesi.

Tümleşik ağ yönetimine olanak tanıması.

Birbirinden farklı yapılara sahip iletişim sistemlerinin bir arada kullanılmasına izin veren özelliklere (LANE,
MPOA, MPLS, vb) sahip olması.

Merkezi ortam erişim yöntemi ile, paylaşılmış band genişliği yerine atanmış / ayrılmış bir band genişliğini
sağlaması.
Yukarıda sıralanan özelliklere ek olarak, bilgi aktarımında kullanılan paketlerin/hücrelerin sabit uzunlukta olması,
donanım karmaşıklığı daha az olan ve daha hızlı çalışabilen ATM anahtarlama cihazlarının tasarlanabilmesine
imkan verir. Bu özellik, aktif cihazların portlarına tampon amacıyla (bilgileri geçici olarak saklamak) yerleştirilen
belleğin daha verimli ve performansı artıracak şekilde kullanılabilmesini sağlar.
ATM teknolojisi kullanılarak, fiziksel ortamın uygulamalar arasında paylaştırılması ve bir fiziksel hat üzerinden
aynı anda birden çok uygulamaya ait hücre aktarımı yapılması mümkündür. Fiziksel ortamın / yolun uygulamalar
arasında paylaştırılması durumunda, yolun aktarım kapasitesinin dağılımı isteğe / ihtiyaçlara bağlı olarak
yapılabilir.
Yukarıda özetlenen özellikler, ATM teknolojisinin / protokolünün bilgi iletiminde ve ağ yapıları oluşturmada yakın
gelecekte oluşacak gereksinimleri karşılayabileceğini ve ATM tabanlı sistemlerin giderek yaygınlaşacağını
göstermektedir.
ATM Ağlarda Bağlantı Kurulması ve Bağlantı Elemanları / Arabirimleri
'Bağlantıya yönelik' (Connection-oriented) aktarım yöntemi kullanan ATM protokolünde, iki düğüm arasında veri
transferi yapılabilmesi için önce düğümler arasında bir bağlantı kurulması gerekir. Düğümler arasında bağlantı
kurulması, telefon konuşması için gerçekleştirilen bağlantıya benzetilebilir. Kurulan bağlantıya bağlı olarak
bağlantı süresince hücrelerin izleyeceği bir yol belirlenir. Hücrelerin iletileceği / izleyeceği yol belirli olduğu için, bu
yol üzerinden alıcı ve gönderici adreslerine gereksinim kalmadan hücrelerin gönderilmesi mümkün olur. Alıcı ile
gönderici arasında yapılan bağlantılar, bir veya daha fazla sayıdaki hattan / linkten (her biri farklı bir numara ile
ifade edilen) oluşabilir. Bağlantı süresince hatlara verilen isimler / numaralar sabittirler.
Veri iletim modu olarak, 'hızlı paket anahtarlama' (fast packet switching) modunu kullanan ATM teknolojisinde,
gönderici ile alıcı arasında senkronizasyon yoktur. Senkronizasyon, ilgili birimler / sistemler arasında senkron
paketleri (boş hücreler) ile sağlanmaktadır.
ATM ağlar için iki tür bağlantı arabirimi tanımlanmıştır: 'kullanıcı-ağ arabirimi' ve 'ağ-ağ arabirimi'. ATM portu
olan (ATM kart, Ethernet anahtar, yönlendirici vb.) bir uç sistemin ATM ağa bağlanması için kullanılan elemanlar /
cihazlar 'kullanıcı-ağ arabirimi' (User to Network Interface - UNI) olarak adlandırılırken, ATM sistemini oluşturan
anahtarların birbirine bağlanması için kullanılan elemanlar 'ağ-ağ arabirimi' (Network to Network Interface - NNI)
olarak isimlendirilir.
ATM Teknolojisinde Kullanılan Hücre Yapısı
ATM protokolünde bilgi aktarımı için sabit 53 bayt uzunluğunda, 'hücre' (cell) olarak isimlendirilen paketler
kullanılır. 53 baytın; 5 baytı başlık alanı (header), 48 baytı ise aktarılacak veri / bilgi alanı (kullanıcı bilgisi alanı)
olarak ayrılır (Şekil 2). ATM hücresinde bulunan başlık bilgisi, bağlantının UNI veya NNI olmasına göre farklılık
gösterir. İletilecek bilginin 48 bayt'tan daha kısa olması durumunda, bilgiye eklenen ve 'padding' olarak
isimlendirilen bit dizisi ile kullanıcı bilgisi alanı 48 bayt'a çıkarılır.
Hücrelerin sabit uzunlukta olması, iletim ortamının boş yere kullanılması gibi gözüksede, sabit uzunlukta hücre
kullanmanın bilgileri saklamada / tutmada sağladığı yararlar (tamponlama algoritmalarına ihtiyaç olmaması ve
işlemlerin hızlı yapılabilmesi) bu sakıncayı göz ardı etmeye değer. Başlık bilgisinin kısa olmasına karşılık, aktarım
için gerekli bağlantının önceden kurulması nedeni ile hücrenin alıcısına doğru olarak ulaşması mümkün
olmaktadır. Bilgi iletiminde kullanılan hücrelerin sabit olması, daha yüksek iletim hızı sağlamasının yanında daha
basit yapıda donanım elemanlarının kullanılabilmesine imkan tanır. ATM hücre yapısının başlık kısmında bulunan
ve UNI veya NNI yapılandırılmasına göre farklılık gösteren alanların işlevlerini genel hatları ile detaylandıralım.

Genel akış kontrolü Alanı (Generic Flow Control - GFC): GFC alanı 4 bitten oluşur. Ana fonksiyonu fiziksel
erişim kontrolü olmasına rağmen, bu alan genellikle sabit bit akışı (Constant Bit Rate - CBR)
hizmetlerindeki hücre gecikme değişimlerini (jitter) azaltmak, kapasiteyi değişken bit akışı (Variable Bit
Rate - VBR) hizmetleri arasında adil paylaştırmak ve ağ trafiğini kontrol etmek için kullanılır. GFC alanı,
bağlantının UNI ve NNI olmasına göre farklılık gösterir. NNI bağlantıda; GFC alanı bulunmaz ve GFC alanı,
VPI alanına eklenerek VPI alanı 12 bit'e çıkartılır.

Sanal Yol Numarası / Belirleyicisi Alanı (Virtual Path Identifier - VPI): UNI'de 8 bitten oluşan VPI alanı,
yönlendirme amacıyla kullanılır ve hücrenin takip edeceği sanal yolun numarasını gösterir. NNI'de hücre
başlığının ilk 12 bitinin VPI alanı olarak kullanılması sonunda daha geniş bir yönlendirme özelliği sağlanır.

Sanal Kanal Numarası / Belirleyicisi Alanı (Virtual Channel Identifier - VCI): Hem UNI hem de NNI'da 16
bitlik uzunluğundaki VCI alanı, hücrenin içerisinden geçeceği sanal kanal numarasını içerir. VPI alanı ile
birlikte bir hücrenin yönlendirme alanını oluşturur. VPI ve VCI değerleri, hücre için lokal / geçici özelliğe
sahiptirler. Bir hücre ağ içerisinde düğümler / arabirimler arasında ilerlerken farklı VPI / VCI değerleri
alabilir.

Taşınan Veri Türü Alanı (Payload Type Identitier - PTI): Hücrelerin içinde taşınan bilginin türünü / çeşidini
gösterir. Bilginin türü; kullanıcı bilgisi, ağ bilgisi, yönetim bilgisi olabilir. 3 bit uzunluğundaki PTI alanı,
iletim anında meydana gelen tıkanma olayının belirtilmesi için de kullanılır.

Hücre Kaybolma / Kayıp Önceliği Alanı (Cell Loss Priority - CLP): CLP alanı, hücre kaybolma önceliğinin
belirtilmesi amacıyla kullanılır ve 1 bitten oluşur. CLP bitinin değeri '1' ise, servis kalitesi (QoS)
parametresi ihlal edilmeden ağ şartlarına bağlı olarak (örneğin, tıkanma / sıkışıklık olması durumunda) bu
hücre silinebilir. CLP bitinin '0' olması durumunda, hücre yüksek önceliğe sahiptir ve dolayısıyla bu hücreye
yeterli ağ kaynakları sağlanmak zorundadır. CLP değeri, kullanıcı veya servis sağlayıcısı tarafından
belirlenebilir.

Başlık Hata Kontrolü (Header Error Control - HEC): Hücrenin başlık kısmında hata denetimi amacıyla
kullanılan 8 bit uzunluğa sahip alandır. Hata denetiminde, 'çevrimsel fazlalık sınaması' (Cyclic Redundancy
Check - CRC) algoritması kullanılır.
Yukarıda açıklanan ATM hücre yapısının başlık kısmında bulunan alanların işlevleri, ATM protokolünde
gerçekleştiren işlemlere göre değişiklikler gösterir. Bunun yanında, ATM protokolü içerisinde gerçekleştirilen çeşitli
işlemler için farklı isimlerle tanımlanan ve farklı içeriğe sahip olan hücreler kullanılır:
Tanımlanmamış Hücreler (Unassigned cells) : İletişim olmadığı durumlarda, ATM katmanı tarafından
gönderilen boş içeriğe sahip hücrelerdir. Uç sistemler / elemanlar arasında senkronizasyonu sağlamak veya band
genişliğini doldurmak için kullanılırlar.
Boşluk Hücreleri (Idle Cells) : Fiziksel katman tarafından üretilen bu hücreler, birimlerin fiziksel katmanları
arasındaki senkronizasyon işleminde kullanılırlar.
İşaretleşme Hücreleri (Meta-Signalling Cells) : Ağ içerisinde bir oturum kurmakda ve oturum ile ilgili
servisleri belirlemede kullanılırlar.
Genel Yayılım Hücreleri (General Broadcast Cells) : UNI ağ yapısında, tüm düğümlere gönderilen
hücrelerdir.
Noktadan - Noktaya İşaretleşme Hücreleri (Point-to-point Signaling Cells) : Ağ içerisinde ATM
katmanında noktadan-noktaya bağlantı sağlayan UNI ve NNI arabirimi hücreleridir.
F4-F5 Hücreleri (F4-F5 Cells) : F4 hücreleri sanal yol ile (VP), F5 hücreleri ise sanal kanal ile (VC) ilgili
işlemlerde kullanılırlar.
Kaynak Yönetim Hücreleri (Resource Management Cells) : Sanal kanallar üzerinde kaynakların yönetilmesi
/ yönlendirilmesi ile ilgili hücrelerdir.
Geçici Yerel Yönetim Arayüz Hücreleri (Interim Local Management Interface Cells) : ATM ağda
kullanılan elemanlarının durumlarını ve UNI yapısında VP / VC konfigürasyonu ile ilgili bilgileri taşıyan hücrelerdir.
ATM Protokolünde Oluşturulan Sanal Devreler ve Sanal Kanallar
ATM protokolü ile yapılan iletişim, 'sanal devreler' (Virtual Circuit) üzerinden gerçeklenir. Diğer bir değişle,
iletişimde bulunacak iki düğüm arasında hücre iletiminden önce sanal bir devrenin kurulmuş olması gerekir. Sanal
devrelerin oluşturulmasında iki farklı yöntem bulunmaktadır: Anahtarlamalı sanal devre, kalıcı sanal devre.
Anahtarlamalı Sanal Devre (Switched Virtual Circuit - SVC) : İletişim başlamadan önce sanal devrenin
kurulması ve aktarım işlemi bittikten sonra da sonlandırılması şeklinde gerçekleştirilen devre oluşturma
yöntemidir. Bu devre çeşidinde, düğümler arasında esnek iletişim kanalları oluşturulması sağlanır. ATM ağ içindeki
her düğüm, gerektiği anda bir başka düğümle arasında 'anahtarlamalı sanal devre' bağlantısı kurabilir ve iletişimi
gerçekleştirebilir.
Kalıcı Sanal Devre (Permanent Virtual Circuit - PVC) : Sistem kurulumu aşamasında kurulan ve sistem
işletilmeye başladığı andan itibaren bağlantının sürekli olarak korunduğu sanal devre çeşididir. Birbirleriyle
haberleşmek isteyen ve PVC bağlantıya sahip olan düğümler aralarında devamlı olarak sanal devre bulunması
nedeniyle,
devre
kurulması
için
zaman
harcamadan
doğrudan
iletişime
başlayabilirler.
SVC yöntemi; telefon hatları kullanılarak gerçekleştirilen 'dial-up' bağlantıyı andırırken, PVC kiralık hat
uygulamalarına benzer. İki yöntem arasında tercih, yapılan uygulamaya göre yapılır. Örneğin, birbirini ATM ağ
üzerinden görmesi gereken iki yönlendirici arasında PVC kullanılması en uygun yöntemdir.
Yukarıda bahsedildiği gibi, ATM protokolü kullanılarak yapılmak istenen iletişimin başlayabilmesi için, iletişimin
yapılacağı iki uç düğüm arasında bir sanal bağlantının (Virtual Connection - VC) kurulması gerekir. Sanal bağlantı
işleminde, iki düğüm arasında sanal bir yol ve yolun içerisinde sanal kanallar oluşturulur. Bilgilerin iletilmesini
sağlayan hücreler, uçtan uca rotası belli olan sanal kanallar içerisinden iletilir. Bunun anlamı; iletim yapılan
ortamın sanal yol içerisindeki sanal kanallar olmasıdır. Sanal yol birden çok şerit içeren anayola, sanal kanallar ise
otobandaki şeritlere benzetilebilir. Düğümler arasında oluşturulan yol ve kanalları tanımlamak için, yol ve kanal
numaraları atanır. Düğümler arasındaki bağlantının yönünü / güzergahını tanımlayan bu numaralar yardımı ile
hücrelerin alıcıya ulaşması mümkün olur. Numaraların hücrelerin iletilmesinde değil, sanal bağlantıların
oluşturulmasında kullanıldığı açıktır.
ATM ağlarda, ağ içerisindeki trafiğin yönlendirilmesinde temel eleman olarak 'ATM anahtar' (ATM switch)
kullanılır: Temel eleman olarak kullanılan 'ATM anahtar' üzerinde, hangi portları arasında hangi sanal devrelerin
bulunduğu bilgisini tutan birer tablo bulunur. Anahtar üzerindeki bir porta gelen hücrelerin nereye (hangi porta)
anahtarlanacağına bu tabloya bakılarak karar verilir. Tablo, her sanal bağlantı için bir 'sanal yol numarası' (Virtual
Path Identifier - VPI) ve bir 'sanal kanal numarası' (Virtual Channel Identifier - VCI) içerir. İki düğüm arasında
sanal bağlantı kurulduğunda, o bağlantı için atanan VPI ve VCI değerleri tüm bağlantı boyunca aynıdır. Özet
olarak, herhangi bir VPI / VCI tanımlanması birbirine komşu iki düğüm arasındaki bağlantıyı gösterir.
Sanal devrelerin kurulması ile ilişkili olan diğer bir konu; 20 bayt uzunluğuna sahip olan ve ağ içerisinde örneği
bulunan ATM cihazlara kimlik kazandırmak için kullanılan ATM adresleridir. ATM adresleri; 'ağ parçası' (network
prefix) ve 'kullanıcı parçası' (user part) olarak adlandıran iki parçaya ayrılır. Ağ parçası; bir ATM ağ için aynı
olup ağı temsil ederken, kullanıcı parçası; o ATM ağ içerisindeki ATM cihaza ait özel bir değerdir ve onun kimliği
niteliğindedir. ATM adresleri yalnızca sanal bağlantıların kurulması işlemi için kullanılırken, hücrelerin iletilmesinde
hücre başlığı içerisinde bulunan sanal yol numarası ve sanal kanal numarası kullanılır.
ATM Mimarisi ve ATM Mimarisi nde Bulunan Katmanlar
ATM teknolojisi, diğer ağ protokollerini tanımlamada kullanılan ISO / OSI katmanlı mimariye benzer şekilde
tanımlanabilir. ATM teknolojisinde gerçekleştirilen işlemler, üç katman içerisinde tanımlanır. Fiziksel katman, ATM
katmanı
ve
ATM
adaptasyon
katmanı.
Her bir katmana ait görevler / işlemler, bu konuda standart oluşturan gruplar tarafından belirlenmiştir. En altta
hücrelerin iletim ortamı üzerinden bit düzeyinde aktarılması işlemini gerçekleştiren fiziksel katman bulunmaktadır.
Fiziksel katmanın üstünde ATM katmanı ve en üstte ATM adaptasyon katmanı bulunur (Şekil 3).
ATM mimarisinde tanımlanan üç katman, işlevsel olarak ISO / OSI başvuru modelinde en altta bulunan iki
katmana karşılık gelir. OSI'nin 3. Katmanında (ağ katmanı) tanımlanan ağ denetimi ve yönlendirme işlemlerini
kapsamaması nedeni ile ATM ağ, protokol bağımsız olarak her türlü trafiği aktarabilecek saydam bir yapıya
sahiptir.
ATM Mimarisinde Tanımlanan Fiziksel Katman
Fiziksel katman, iletim ortamı ve iletim ortamından hücrelerin bit düzeyinde iletim şeklini açıklamasının yanında,
iletim ortamı ile ilgili bağlantı arabirimlerini ve arabirimlerin sahip olacağı aktarım hızlarını tanımlar.
Fiziksel katman, 'fiziksel ortam' (physical medium - PM) ve 'aktarım dönüşümü' (transmission convergence - TC)
olmak üzere iki alt katmana ayrılır (Şekil 3).
Fiziksel ortam alt katmanı, ATM mimarisindeki en alt katmandır ve iletim ortamı ile iletim ortamıyla bağlantılı
sinyallerin iletilmesi / kodlanması işlemlerini içerir. Doğrudan iletişimle ilgili bit zamanlaması, hat kodlaması ve
gerektiğinde kullanılan elektriksel / optik dönüşümler fiziksel ortam alt katmanı içerisinde tanımlanır. ATM ağlarda
koaksiyel kablo kullanımı mümkün olmakla birlikte, iletim ortamı olarak çoğunlukla fiber optik kullanılmaktadır.
Her bir iletim ortamının çalışma şekli ve iletim ortamında kullanılan konnektörler Şekil 4'te toplu olarak
sunulmaktadır.
Fiziksel ortam alt katmanının üzerinde bulunan 'Aktarım dönüşümü -TC' alt katmanı beş farklı işlemi
gerçekleştirir:
Çerçeve üretimi/Birleştirilmesi : İletim çerçevesinin üretimi ve aynı bilginin parçalarını iletmekte kullanılan
hücrelerin birleştirilmesi işlemlerini gerçekleştirir.
İletim çerçeve adaptasyonu : Hücrelerin iletimi yönünde, iletilen verinin türüne göre hücre akışını
uygunlaştırmak amacıyla gerçekleştirilen işlemlerden sorumludur.
Hücre sınırını belirleme (Cell Delineation) : Alıcının hücre sınırlarını tespit etmesini sağlayan mekanizmadır.
Başlık hata kontrolü (Hedear Error Control - HEC) : Gönderici durumundaki her ATM nodu, HEC değerini
hücre başlığının ilk dört baytı üzerinden hesaplar ve sonucu hücre başlığının beşinci baytı (HEC alanı) içerisine
yerleştirir.
Hücre iletim hızı bağlaşım (Cell Rate Decoupling) mekanizması : Bu mekanizma, iletim yönünde ATM
hücrelerinin hızını ağın yük kapasitesine uygunlaştırmak amacıyla boş (idle) hücreler ekler. Alıcı yönünde ise aynı
mekanizma ile tüm boş hücreler temizlenir (ATM katmanına bunların dışındaki hücreler aktarılır).
ATM Mimarisinde Tanımlanan ATM Katmanı
Fiziksel katmanın hemen üzerinde bulunan ATM katmanı, ATM hücrelerini taşımak için kullanılan fiziksel ortamdan
tamamen bağımsızdır. Üst katmandan (Adaptasyon katmanından) aldığı bilgi üzeride herhangi bir işlem
yapmadan, iletim ortamına/fiziksel katmana aktarır. Bu katman hücrelerin içerisinde taşınan bilgi türüyle
ilgilenmez ve hücre başlığı ile ilgili olarak dört temel işlemi gerçekleştirir: Çoğullama, akış kontrolü (VPI/VCI
dönüşümü), başlık üretim/ayrıştırma ve genel akış kontrolü işlemleri.
1. Çoğullama (multiplexing) İşlemi : Farklı sanal yol ve sanal kanallardan gelen hücreler, bu işlem sonucunda
çoğullanmış bir hücre dizisi haline dönüştürülür. Elde edilen hücre dizisi normalde sürekli olmayan (noncontinuous) bir hücre akışını temsil eder. Alıcı tarafında, hücre azaltıcı (demultiplexing) işlemi yardımı ile gelen
hücre dizisinin, sanal yol veya sanal kanal değerine uygun farklı hücre gruplarına ayrıştırılması mümkün olur.
2. VPI ve VCI işlemi : Uçtan-uca / noktadan-noktaya bir bağlantı kurulması durumunda, konulan bağlantıdan
iletilecek hücreler birden çok ara düğümden geçebilir. ATM hücreleri düğümden- düğüme geçerken, başlık kısmı
içerisinde bulunan VPI ve VCI numaraları değiştirilir. VPI/VCI numaralarının değiştirilmesi işlemleri ATM
anahtarlar tarafından gerçekleştirilir. İki düğüm arasında kullanılacak VPI/VCI numaraları, sanal bağlantı
kurulması esnasında belirlenir. Bu değerler, ATM anahtarlarda bulunan tablolarda tutulur.
3. Hücre başlık üretim / ayrıştırma işlemi : ATM katmanının sonlandırma noktalarında uygulanılır. Hücre
başlık üretim işlemi, iletim yönünde çalışır ve AAL'den gelen hücre veri alanına (HEC değeri dışındaki) uygun ATM
hücre başlık değerinin eklenmesi ile gerçekleştirilir. Alım yönünde gerçekleştirilen hücre başlık ayrıştırma işlemi,
hücre başlığını hücreden ayırır ve yalnızca hücre veri alanını AAL katmanına iletir.
4. Akış Kontrolü-GFC işlemi : GFC işlemi UNI için tanımlanmıştır ve ATM tabanlı ağdaki trafik akış kontrolüne
yardımcı olur. Bu işlem kısa dönemli aşırı yüklenme / tıkanma durumlarını ortadan kaldırmak amacıyla
kullanılabilir.
ATM Mimarisinde Tanımlanan ATM Adaptasyon / Uyumlama Katmanı
ATM Adaptasyon katmanı (ATM Adaptation Layer-AAL), uygulamalar ve farklı protokoller ile ATM katmanı
arasında yapılması gerekli işlemleri gerçekleştirir. Uygulama programları ve servislerinin gereksinim duyduğu
farklı özelliğe sahip bilgilerin / trafiklerin ATM katmanı üzerinden iletilmesini sağlar. Farklı özelliklere sahip
bilgilerin (ses, video, veri) iletilmesi için farklı kriterlerin sağlanması gerekir. Ses ve veri iletimi için zamana
duyarlı / gerçek zamanlı iletişime gereksinim duyulurken, veri iletiminde böyle bir gereksinim yoktur.
Çok farklı özellikteki işlemleri gerçekleştirebilme kapasitesine sahip olması gereken ATM adaptasyon katmanı,
fiziksel katman gibi kendi içerisinde iki alt katmana ayrılır: Dönüşüm alt katmanı (Convergence Sublayer-CS) ve
dilimleme - birleştirme (Segmentation and Reassembly-SAR) alt katmanı (Şekil 3).
SAR alt katmanı, gönderici tarafında; üst katmandan gelen 'protokol veri birimlerinin' (Protocol Data Unit- PDU)
48 Bayt'tan uzun olması durumunda, verinin (PDU'nun) ATM hücre veri alanı için uygun büyüklükte parçalara
ayrılması / dilimlenmesi (48 bitlik parçalara ayrılması) ve alıcı tarafında; 48 baytlık parçaların PDU'lara uygun
olacak şekilde birleştirilmesi işlemlerini gerçekleştirir.
Dönüşüm alt katmanı (CS) genel olarak, ATM protokolünün farklı bir iletişim sistemiyle birlikte çalışması
durumunda ortaya çıkan dönüşüm işlemlerini gerçekleştirir. Daha üstteki katmanlardan aldığı kullanıcı bilgisini
işleyerek bir hizmet veri birimine (Service Data Unit-SDU) dönüştürür. Bu arada SAR alt katmanı için veri akışını
da hazırlar.
ATM mimarisinde tanımlanan AAL katmanın sunduğu hizmetler, üç farklı parametreye dayanılarak dört farklı
hizmet sınıfı (Class of service-CoS) şeklinde tanımlanmaktadır. A sınıfı hizmet, B sınıfı hizmet, C sınıfı hizmet ve D
sınıfı hizmet. ATM'de tanımlanan hizmet sınıflarını oluşturmada kullanılan üç parametre aşağıdaki şekilde
tanımlanabilir:

Gönderici ile alıcı arasındaki iletişimde zaman duyarlılığı gereksinimi (timing); var / yok.

Gönderici ile alıcı arasındaki iletişim hızı (Bit rate); sabit / değişken.

Gönderici ile alıcı arasındaki bağlantı şekli (Connection mode); bağlantıya yönelik / bağlantısız.
Açıklanan üç parametre referans alınarak yapılan, A, B, C, D olarak isimlendirilen hizmet sınıflarının özellikleri
Şekil 5'te özetlenmektedir.
Şekil 5'te özellikleri tanımlanan hizmet sınıflarının her biri, birbirinden farklı uygulamalar için uygun özelliklere
sahiptir. Örneğin, ses haberleşmesi uygulaması ile veri haberleşmesi veya video aktarımı birbirinden farklı
özelliklerde iletişim gereksinimlerine ihtiyaç duyarlar. Ses ve video haberleşmesi zamana duyarlı iletişime
gereksinim duyarken, veri haberleşmesi için böyle bir özelliğe gereksinim yoktur. AAL'de tanımlanan Şekil 5'te
tablo olarak sunulan hizmet sınıflarının özelliklerini genel hatları ile özetleyelim.
A Sınıfı Hizmet : Zamana duyarlı, sabit hızda bit akışına (Constant Bit Rate-CBR) sahip, bağlantıya dayalı bir
iletim ortamı sunar. Bu hizmet sınıfı, ses ve video iletimi için uygundur ve gönderici ile alıcı arasında sabit bir
band genişliği tahsis eder.
B Sınıfı Hizmet : Bit akış hızının değişebildiği (Variable Bit Rate-VBR) uygulamalar için kullanılır. Diğer özellikleri;
A sınıfının sahip olduğu özellikler ile aynıdır ve zamana duyarlı, değişken bit akış hızı sağlaması, bağlantıya dayalı
bir iletim ortam sunması şeklinde özetlenebilir.
C Sınıfı Hizmet :Veri iletimi için uygun bir iletim ortamı sağlar. B sınıfı gibi değişken bit akışı (VBR) ve bağlantıya
dayalı bir iletim ortamına sahip olması genel özellikleri olarak sayılabilir.
D Sınıfı Hizmet : Bağlantı yöntemi kriterine göre AAL hizmet sınıflarından bağlantısız hizmeti destekleyen tek
sınıftır. E-mail servisleri, D sınıfı için iyi bir örnektir.
Genel özellikleri tanımlanan hizmet sınıflarında AAL'de gerçekleştirilen işlemler, 'AAL türü' olarak isimlendirilen
gruplara ayrılmakta, oluşan her grupta işlemlerin gerçekleştirme yöntemi farklılık göstermektedir. Her bir 'AAL
türü' desteklediği hizmet sınıfına bağlı olarak işlemleri gerçekleştirmektedir. AAL'de gerçekleştirilen işlemlerin,
gerçekleştirilme şekillerini tanımlayan 5 farklı 'AAL türü' bulunmaktadır: AAL-1, AAL-2, AAL-3, AAL-4 ve AAL-5.
ATM konusunda çalışacak arkadaşlar için 'AAL türleri' ile ilgili detaylı bilgiler, 'ATM' başlığı taşıyan kitaplarda
bulunabilir.
ATM Yerel Alan Ağları Teknolojisinin Kullanıldığı Ağ Uygulamaları
ATM tabanlı sistemler, iletişimde gerekli olan hizmet kalitesini (QoS) sunması, uygulama programlarının aynı ağ
üzerinde gereksinim duyulan ses, veri ve video gibi farklı uygulamaları desteklemesi, mevcut veri iletişim
uygulamalarını ve protokollerini emüle etmesi vb. özellikleri nedeni ile ağ uygulamalarında kısa süre içerisinde
yaygın kullanıma sahip bir teknoloji olmuştur.
ATM başlangıçta bağlantıya dayalı, yüksek hızlı hücre tabanlı WAN teknolojisi olarak geliştirilmesine rağmen, veri
iletişimi için genel bir platform oluşturması, esnek bir yapıya sahip olması, ölçeklenebilirliği, yüksek transfer
kapasitesi ve çoklu-ortam desteği sağlaması gibi özelliklere sahip olması, omurga uygulamalarında ve geleneksel
LAN sistemlerinde yoğun olarak kullanılması sonucunu doğurmuştur.
ATM protokolünün yüksek veri iletim hızlarını destekleyebilmesine karşılık, yaygın kullanıma geleneksel LAN
sistemleri ile (Ethernet ve Token Ring) yüksek band genişliğinin sağlanmasında birtakım sınırlamalar
bulunmaktadır. Bu sınırlamalar, 'gerçek zamanlı, (real time) iletişime ihtiyaç duyulan uygulamalarda geleneksel
LAN'ların kullanımını imkansızlaştırmaktadır.
ATM protokolü, merkezi ortam erişim yöntemine dayalı olan anahtarlama sistemi ile geleneksel LAN'lardaki
paylaşımlı ortam erişim metodunun dezavantajlarını ortadan kaldırmakta ve gerçek zamanlı uygulamalarda ATM
LAN kullanımına olanak tanımaktadır. Şekil 6'da, LAN'larda kullanılan paylaşımlı ortam erişim yöntemi prensip
şeması ve merkezi ortam erişim yöntemi prensip şeması birlikte sunulmaktadır.
ATM protokolü; merkezi ortam erişim metodunda her bir istasyona atanmış bir band genişliği tahsis ederek,
geleneksel LAN sistemlerinin de oluşan band genişliği problemlerine çözüm üretmektedir. ATM tabanlı sistemlerde
ağın band genişliğini belirleyen erişim kontrolü işlemi, merkezi bir ATM anahtar yardımı ile yönetilir. ATM tabanlı
sistemlerde bulunan tüm kullanıcıların, aynı hızda veya aynı ortam üzerinde çalışmaları gerekmez. Ayrıca her bir
kullanıcının, ATM anahtarın portlarından birisini kullanma hakkına sahip olması nedeni ile, geleneksel LAN'larda
olduğu gibi istasyonların ortama erişimi için birbirleriyle yarışması ihtiyacı yoktur.
Mevcut ağların çoğunun özel bir hizmet tipi için tasarlanması ve süreç içerisinde gereksinimlerini bilemediğimiz
yeni hizmetlerin ortaya çıkması, geleneksel ağların sınırlamalarını dezavantajlarını daha da artırmaktadır. Buna
karşılık, ses, veri ve video iletişimini içeren hizmet çeşitlerini destekleyebilme kabiliyetine sahip ATM teknolojisi,
yeni değişikliklere ve/veya gereksinimlere kendisini rahatlıkla ayarlayabilecek esnek bir yapı sunmaktadır. Esnek
bir yapıya sahip olan ATM teknolojisi, 'Genişband Tümleşik Hizmetler Sayısal Ağı' (Broadband-Integrated Services
Digital Network, B-ISDN) olarak isimlendirilen sistemlerin ihtiyaçlarını karşılayabilecek özellikler taşımaktadır.
Genel özellikleri verilen ATM teknolojisi farklı uygulamalarda temel yapı olarak kullanılabilir. ATM teknolojisinin
kullanıldığı uygulamalara örnek olarak aşağıdaki uygulama alanları verilebilir:

ATM LAN yapısı oluşturulması.

WAN yapısı oluşturulması.

Kampus uygulamalarında omurga yapısı oluşturulması.

Farklı protokollerin ATM üzerinden birleştirilmesi.
ATM LAN Yapısı Oluşturulması
Bir ATM LAN, yerel bir bölgede ATM anahtar(lar) vasıtasıyla birbirine bağlanmış uç birimlerden oluşur. Genel
olarak bir ATM LAN, farklı konfigürasyonlar için aşağıdaki bileşenlere sahip olabilir:

Uç birimler (Host).

ATM Anahtarlar.

Yönlendirici ve protokol dönüştürücü gibi arabağlaşım elemanları.

Genel ağ arabirimleri.
Bu bileşenlerin her biri farklı arabirimlere sahip olabilir ve birbirlerine çeşitli şekillerde bağlanabilirler. Örnek
olarak; bir PC'nin ATM arabirimler yardımı ile, bir veya daha fazla ATM anahtara bağlanabilmesi gösterilebilir.
ATM LAN'da; örgü (mesh) veya hiyerarşik (tree) ağ topolojisi ve yüksek hızlı hücre anahtarlamaya sahip standart
ATM özellikleri kullanılır. ATM teknolojisi ve standartlarının yerel bir ağ ortamında kullanılması, ATM LAN'ların
yüksek seviyeli iletişim hizmetlerinin bir karışımı (örnek olarak TCP/IP) olan yapılar için de kullanılabilmesi
olanağını sağlar.
ATM ağının fiziksel yapısı, genel olarak bir örgü-yıldız yapısındadır. ATM, bu yapıdaki bir ağ ile bir kaynak ve bir
veya daha fazla hedef arasında veri iletişimi için bağlantılar sağlar. Bu özellikler, ATM teknolojisinin noktadan noktaya veya noktadan - çok noktaya bağlantıları desteklediğini gösterir.
ATM; sanal bağlantı mekanizmaları ve örgü-yıldız topolojideki yapısı ile, mevcut LAN sistemlerinin sınırlı
ölçeklenebilirliğinin üstesinden gelebilen mükemmel bir teknolojidir.ATM LAN yapısını oluşturan bileşenleri genel
hatları ile özetleyelim.
ATM Anahtarlar:
Bir ATM ağının en önemli ve kompleks elemanı ATM anahtardır. ATM anahtar hem sanal yolları (Virtual path VP)
hem de yolları içerisinde bulunan sanal kanallar (Virtual channel-VC) düzenleme özelliklerine sahip bir cihazdır. 20
Gbps hıza kadar anahtarlama çözümleri sunan, ölçeklenebilir ATM anahtar yongaları (chipset) piyasada
bulunmaktadır.
Bir ATM anahtar iki temel işleve sahiptir:

ATM hücre başlığındaki sanal yol ve sanal kanal numaralarını (VPI / VCI) tanımlamak ve analiz etmek.

ATM hücrelerini istenen hedefe ulaştırabilmek için, giriş portunun birinden uygulanan hücreleri çıkış
portuna taşımak.
ATM tabanlı sistemlerin temel elemanı olan ATM anahtar, üç farklı arabirime sahiptir:
1. Bir PC arabirimi.
2.Bir ATM anahtarı diğer ATM anahtarlara bağlama izni veren noktadan noktaya link arabirimi.
3.Genel ATM ağ arabirimi.
ATM anahtarlar, yeni bağlantıların kurulması ve mevcut bağlantıların kaldırılması için işaretleşme protokolleri
kullanırlar. Bağlantıların bir ATM anahtarın giriş ve çıkış çifti arasında nasıl yapılacağına, anahtarlama mimarisinin
dahili yapısı ile karar verilir. Anahtarlama mimarileri aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

Bloklama ve bloğu kaldırma.

Kendi-yönlendirme (self-routing) ve merkezi yönlendirme.

Giriş tamponlama, çıkış tamponlama veya merkezi tamponlama.

Komple paylaşım, kısmi paylaşım veya komple bölümleme (tampon yönetimi).
ATM Yönlendiriciler:
ATM yönlendirici ile ATM anahtarın temel işlevleri genel hatları ile aynıdır. Bir yönlendirici, LAN tabanlı bir iş
istasyonunu bir ATM LAN anahtara bağlamak için kullanılan bir veya daha fazla ATM ağ arabirim kartlarına (NIC)
sahip olabilir. ATM yönlendiriciler, hem LAN iş istasyonlarını bir ATM ağa bağlamayı hem de iki ATM ağını birbiri ile
ilişkilendirmeyi sağlayabilir. Yönlendiriciler, hem bağlantıya dayalı hem de bağlantısız hizmetleri, farklı şekillerde
kontrol edebilirler.
ATM Ağ Arabirim Elemanları:ATM ağlar, temel olarak iki farklı arabirim elemanı kullanırlar:

Kullanıcı-ağ arabirimi (user-network interface-UNI).

Ağ-ağ arabirimi (network-network Interface-NNI).
UNI, bir ATM anahtar ile bir ATM uç birim istasyon (host) arasında arabirim elemanı olarak kullanılır. ATM tabanlı
bir ağ üzerinde özel UNI (private UNI) bir uç birim ile anahtar arasındaki bağlantıyı oluşturmak için kullanılırken,
genel UNI (public UNI) genel bir ATM ağı ile bir ATM anahtar arasındaki arabirim elemanı olarak kullanılır.
NNI arabirimi ise, ATM anahtarlar arasında arabirim elemanı görevini yerine getirir.
ATM teknoloji kullanan sistemlerde bilgilerin iletilmesinde gerçekleştirilen işlemler aşağıdaki şekilde özetlenebilir.
1. Gönderici tarafından iletilmek istenen bilgi (ses, veri, video) belirlenir.
2. İletilmek istenen bilgi ATM adaptasyon katmanında işlenerek 48 bitlik gruplara bölünür ve iletim için uygun
uzunluğa getirilir.
3. Adaptasyon katmanı tarafından hazırlanan 48 bitlik bilgi, ATM katmanına iletilir.
4. ATM katmanı; adaptasyon katmanından aldığı 48 bitlik verinin önüne, ilgili işlemler sonucunda belirlediği 5
baytlık 'başlık alanı' bilgilerini yerleştirir.
5. ATM katmanında, 5 baytlık başlık bilgisi ve 48 baytlık kullanıcı bilgisi alanlarına sahip 'hücre' oluşturulmuş olur.
6. ATM katmanında hazırlanan 53 bayt uzunluğundaki hücreler fiziksel katmana aktarılır.
7. Fiziksel katman; iletim ve iletim ortamının kontrolü ile ilgili işlemleri gerçekleştirerek, bit dizisini iletim
ortamına yerleştirir.
8. ATM anahtarlar yardımı ile VP ve VC'ler kullanılarak iletilen bilgi, alıcı biriminde bulunan fiziksel katman
tarafından alınır.
9. Verici tarafında yapılan işlemler ters sıra ile gerçekleştirilerek bilginin kullanıcının hizmetine sunulması sağlanır.
Bilgisayar Ağlarında Kullanılan Arabağlaşım Elemanları / Cihazları
Program, veri, donanım ve yazılım gibi kaynakları paylaşmak amacıyla geliştirilen bilgisayar ağları, son yıllarda
çok önemli ve hızlı değişiklikler geçirmektedir. Yaklaşık 20 yıl önce yalnızca akademik araştırma yapılan
konulardan olan ve çok sınırlı bir alanda kullanılan bilgisayar ağları, günümüzde kişisel bilgisayarlardan büyük
bilgisayarlara kadar çok sayıdaki bilgisayarı birbirlerine bağlamak için kullanılabilmektedir.
Halihazırda farklı alanlarda ve çeşitli amaçlar için kullanılan bir çok ağ türleri bulunmaktadır: Ethernet, Jetonlu
halka, SNA, DECnet, TCP/IP, ATM, Xerox, Banyan VINES, PROFIBUS, CAN, vb. isimler farklı ağları tanımlamak
için kullanılan isimlerdir. Her bir şirketin kendi sistemini kullanmak istemesinden dolayı, dünyada daima bir çok ağ
türü olacağı açıktır. Örnek olarak; IBM, yeni SNA (System Network Architecture) sistemleri geliştirip satarken,
çoğu Unix sistem üreticileri de TCP/IP'yi destekleyecek ve kullanacaktır.
Farklı veri biçimi ve veri alış-veriş şekillerine sahip sistemler birbirlerine bağlanmak ve birbirleri ile haberleşmek
istendiğinde problemler / uyumsuzluklar oluşmaktadır. Oluşan problemler, tüm bilgisayar ve haberleşme
sektörünün ortak bir mimari olarak üzerinde anlaştığı 'Açık Sistem Arabağlantı' (Open System Interconnection-
OSI) referans modeli ve bu model üzerine dayalı olan 'arabağlaşım cihazları' (internetworking device) ile
çözülmeye çalışılmaktadır.
'Arabağlaşım'; iki veya daha fazla ağ arasındaki iletişim olarak tanımlanabilir. Şekil 1'de, birbiri ile uyumsuz ağları
içeren (LAN'lar ve WAN'lar) geniş bir ağ örneği görülmektedir. Örnek sistemde, iletilecek paketlerin bir ağdan
diğerine taşınması gerektiği durumlarda paket şekillerinde dönüşüm gereksinimi ortaya çıkmaktadır. Yapılacak
dönüşümü ifade etmek için, iki ağ arasında bir kutu bulunmaktadır. Bu kutular, Uluslararası Standart
Organizasyonu
(International
Standarts
Organization-ISO)
terminolojisinde
'arabağlaşım
cihazları'
(internetworking) olarak isimlendirilmektedir.
Şekil 2'de, arabağlaşım cihazları ile ilgili olan OSI referans modeli ve IEEE standartları arasındaki ilişki
gösterilmekte, referans modelindeki katmanlarda çalışan arabağlaşım elemanları tablo olarak sunulmaktadır.
Günümüzde bilgisayar ağlarında standartlaşmaya ve bilgisayar ağlarını tanımlamaya yardımcı olan OSI referans
modelinden başka kavramsal modeller de bulunmaktadır. TCP/IP, bunlardan en fazla kabul görenidir. Farklı
kavramsal modellerin bulunması ve bu modelleri kullanan yeni ağ yapılarının / protokollerinin oluşturulması
nedeni ile arabağlaşım, bilgisayar ağlarında güncelliğini koruyan ve gelişen araştırma konularından biri olmaya
devam etmektedir.
Katman
OSI Katmanları
Bağlama Cihazı
7
Uygulama
Protokol Çevirici
6
Sunum
Protokol Çevirici
5
Oturum
Protokol Çevirici
4
Ulaşım
Yok
3
Ağ
Yönlendirici
2
Veri Bağı
Köprü
1
Fiziksel
Tekrarlayıcı
Bilgisa yar Ağlarında Arabağlaşım Kavramı
Arabağlaşım (Internetworking); 'biri bir ağ üzerinde, diğeri de bir başka ağ üzerinde olan veri işleme cihazları
arasındaki iletişimdir' şeklinde tanımlanabilir. Diğer bir deyişle; iki veya daha fazla ağ bir uygulama da beraber
kullanılırsa, sistemler arasındaki çalışma modu, 'arabağlaşım' olarak isimlendirilir. Bilgisayar ağlarına sahip
organizasyonlar da arabağlaşım gereksiniminin artmasına aşağıdaki durumlar neden olarak verilebilir:

Büyük bir şirketin farklı bölümleri, birbirleri ile bağdaşmayan farklı ağ sistemlerine sahip olabilirler.
Bunların birbirleri ile uyumlaştırılması ve iletişimi için arabağlaşım gereksinimi ortaya çıkar.

Özelleştirilmiş veritabanları ve kompleks bilgisayar programları hizmetleri sunan ağ tabanlı uygulamalar
artmaktadır. Kendi sistemlerini oluşturma ve bakım gibi masrafları karşılayamayacak olan organizasyonlar,
bu uygulamalara erişim için arabağlaşım elemanı kullanmayı tercih etmektedirler.

Ağ trafiğinin hacmi, yerelleştirilmiş alanın boyutu ve birbirine bağlı bilgisayarların sayısı hızlı olarak
artmaktadır. Büyüyen sistemlerde tek bir ağ yetersiz kalmakta veya çok pahalı ve yönetmesi kullanışsız
olabilmektedir. Arabağlaşım bir organizasyona her bir birimin ihtiyaçlarına uygun altağları kurmaya ve
bunları birbiri ile haberleştirmeye izin vermektedir.
OSI referans modelinin farklı katmanlarında çalışan dört çeşit arabağlaşım cihazı bulunmaktadır : Tekrarlayıcı
(repeater), köprü (bridge), yönlendirici (router) ve protokol dönüştürücü / geçit (gateway).
Arabağlaşım cihazlarının OSI referans modeli ile ilişkisi Şekil 3'te verilmektedir. Arabağlaşım elemanı olarak
tanımlanan cihazların gerçekleştirdikleri işlemleri kısaca özetleyelim.
Tekrarlayıcı (Repeater) : OSI referans modelinin fiziksel katmanında çalışır. Sinyalleri yeniden üreterek ve
tekrarlayarak LAN mesafesini yayılım alanının genişletilmesini işlemini gerçekleştirir.
Köprü (Bridge) : OSI referans modelinin veri bağı katmanında tanımlanan işlemleri gerçekleyebilir. Trafik
yönetimi için mantıksal olarak dilimlere ayrılan LAN'lar arasında kullanılır.
Yönlendirici (Router) : OSI referans modelinin ağ katmanında tanımlanan işlemleri gerçekleyebilir. LAN'ların
WAN'lara ya da LAN'ların uzaktaki diğer LAN'lara bağlantısında kullanılabilir.
Protokol
dönüştürücü
(Gateway)
:
OSI
referans
modelinde
tanımlanmış
olan
7
katmanın
tamamının
fonksiyonlarını içeren bir ağ cihazıdır. Birbiri ile tamamen farklı uygulamalar / ağlar arasındaki iletişim için
kullanılır.
Bu cihazlar, temel arabağlaşım cihazları olmasına rağmen bu cihazlar arasındaki açıklığı dolduran ve ağ
arabağlaşım elemanları olarak kullanılan Hub, Anahtar, Brouter ve Trouter gibi bazı cihazlarda bulunmaktadır.
Yukarıda tanımlanan elemanlar, ağlar arasındaki iletişimde kullanılmaktadır. Bu elemanlar yanında, bir ağı
oluşturmada kullanılan ve ağı meydana getiren düğümlerin / istasyonların ağ ortamına bağlanmasını sağlayan
elemanlar / kartlar bulunmaktadır. Ağı oluşturmada kullanılan en temel elemanlar olmaları nedeni ile 'ağ arayüz
kartları' olarak isimlendirilen bu elemanları tanımladıktan sonra arabağlaşım elemanlarını detaylandıralım.
Ağ Ara yüz Kartları
Bilgisayar ağını oluşturan uç sistemlerin (düğümlerin / istasyonların / node'ların) ağ ortamına bağlantısını
sağlayan ve genellikle düğümü / istasyonu temsil eden bilgisayar veya cihazın içerisinde bulunan kartlar /
devreler, 'ağ arayüz kartları' olarak isimlendirilir. Ağ arayüz kartları, ağ performansını ve hızını etkileyen en
önemli faktörlerdendir
Bir ağı oluşturan uç sistemlerin ağa bağlantısını sağlayan ağ arayüz kartları, her bir ağ için farklı özelliklere
sahiptir ve farklı yapıdadır. Bu nedenle, CSMA/ / CD (Ethernet), jetonlu halka, jetonlu yol, ATM, FDDI, vb. her bir
LAN çeşidi için farklı arayüz kartı bulunmaktadır. Bunun sonucu olarakda, düğümler ağa bağlanırken 'Ethernet
kartı', 'ATM kartı', 'jetonlu halka kartı', vb isimler ile tanımlanan kartlar kullanılmaktadır.
Ağ arayüz kartlarının ağı oluşturan uç sistem ile iletim ortamı / kablo arasında bulunmaları nedeni ile fiziksel
katmanda tanımlanan işlemleri gerçekleştirebilecek kapasitede olmaları beklenir. Bununla beraber, ağ arayüz
kartlarının bir kısmı fiziksel katmanda tanımlanan işlemler yanında daha üst katmanlarda tanımlanan işlemlerden
bir kısmınıda gerçekleştirirler. Her biri farklı özellikte ve kapasitede olan ağ arayüz kartlarının genel özellikleri
aşağıda verilmektedir.
Ethernet Ağ Arayüz Kartı
Ethernet teknolojisi kullanan ağların oluşturulmasında bilgisayar ile kablo arasında kullanılan ağ arayüz elemanıdır
(Şekil 4). Ethernet yapısı kullanan LAN'ların çok yaygın kullanıma sahip olmaları nedeni ile, Ethernet kartların en
yaygın kullanıma sahip ağ arayüz kartları olduğu açıktır.
Basit yapıya, kullanıcı gereksinimlerini karşılayacak özelliklere ve düşük maliyete sahip olan Ethernet kartların,
kullanılan Ethernet türüne ve bağlantı portuna bağlı olarak geliştirilen bir çok çeşidi bulunmaktadır. Örnek olarak ;
'10 Base-T' olarak tanımlanan Ethernet kartı ; 10Mbps veri iletim hızına, UTP/STP kablo kullanımına ve 'RJ45' türü
bağlantı konnektörüne sahip iken, '100Base-SX' türü Ethernet kartı ise ; 16bps iletim hızına, fiber optik kablo
kullanımına ve ST/SC tipi Ethernet kartı ; 100 Mbps iletim hızına ve UTP/STP kablo ile 'RJ45' bağlantı
konnektörüne, 1000Base-JX türü bağlantı konnektörüne sahiptir. Özet olarak, kuaksiyel kablo üzerinden BNC
konnektör kullanılarak, dolanmış çift kablo üzerinden RJ45 konnektör kullanılarak, fiber optik üzerinden SX/LX
konnektör kullanılarak bağlanırlar. Bazı Ethernet kartları RJ45 yerine AUI konnektör kullanır.
Jetonlu Halka Ağ Arayüz Kartı
Jetonlu halka yapısını kullanan ağlarda, düğümleri / istasyonları iletim ortamına bağlamak için kullanılan ağ
arabirim kartıdır. 'TR' (tokenring) kart olarak bilinen jetonlu halka kartları, 4Mbps ve 16Mbps veri iletim hızlarını
destekleyecek şekilde üretilirler. TR kartı ile RJ-45 veya DB-9 türü konnektör kullanılır.
FDDI Ağ Arayüz Kartı :
FDDI teknoloji kullanan ağlar oluşturulmasında kullanılan FDDI kartlar iki farklı yapıda üretilmektedir :

FDDI ağlarda bulunan iki halkaya bağlantı yapılmasını sağlayan ve 'çift bağlantılı arayüz kartı' (DAS)
olarak isimlendirilen kartlar,

Yalnızca aktif durumda bulunan halkaya bağlantı yapılmasını sağlayan ve 'tek bağlantılı arayüz kartı' (SAS)
olarak adlandırılan kartlar.
ATM Ağ Arayüz Kartı
ATM teknolojisi kullanan sistemlerde uç sistemlerin ağa bağlantısını sağlayan ağ arayüz kartlarıdırlar. ATM
teknolojisi ile garanti edilen tüm servisleri sağlayabilme kapasitesine sahip ATM kartlar çeşitli seçenekler ile
üretilmektedirler. 155 Mbps veri iletim hızı sağlayabilen ATM kartların UTP veya fiber optik kablo ile çalışabilecek
olan çeşitleri bulunmaktadır.
Tekrarla yıcılar (Repeaters)
Birbirine bağlanan LAN'lar için en basit cihaz, tekrarlayıcıdır. Tekrarlayıcılar, OSI referans modelinin en alt
katmanı olan fiziksel katmanda çalışan ve Şekil 5'te gösterildiği gibi sinyal şiddetini kaybetmeden mesafe
sınırlarını genişletmek amacıyla kullanılan cihazlardır. Bu sebepten dolayı tekrarlayıcılar, sadece Token RingToken Ring veya Ethernet-Ethernet gibi aynı fiziksel katman protokollerine sahip olan LAN'ları bağlamak için
kullanılabilirler. Tekrarlayıcılar yardımı ile birbirine bağlanan LAN'lar, mantıksal açıdan tek bir ağ olarak kabul
edilirler.
Tekrarlayıcılar kendisine gelen tüm bilgiyi, hedef LAN'ın ihtiyacı olup olmadığına bakmaksızın iletirler. Bu cihazlar,
gelen veri üzerinde herhangi bir işlem (kontrol, yönlendirme ve yönetim vb.) yapmazlar. Bununla beraber, tek bir
kablo dilimi üzerindeki bir problemin ağın diğer dilimlerini etkilememesi için elektriksel izolasyon sağlarlar (Şekil
6). Tekrarlayıcı koyularak ağın genişletilmesi belirli bir noktaya kadar yapılabilir. Örneğin, en fazla dört ağ dilimi
tekrarlayıcı ile birbirine bağlanabilir gibi bir sınırlama olabilir. Bu sınırlama, ağ performansının garanti altına
alınması için yapılır.
Köprüler (Bridges)
Bir LAN ortamının diğer LAN ortamı ile çerçeve / bilgi alış-verişine izin veren veya 'veri bağı katmanı'
seviyesindeki birden fazla LAN'ı birbirine bağlayan elemanlardır / cihazlardır (Şekil 7). Diğer bir deyişle, 'veri bağı'
katmanı seviyesinde bağlantı sağlayan köprüler; birbirine benzer olan ya da benzer olmayan LAN'lara bağlı
istasyonların, aynı LAN'daymış gibi haberleşmelerine izin veren arabağlaşım cihazlarıdırlar. Ayrıca köprüler,
burulmuş çift, koaksiyel kablo ve fiber optik gibi farklı ortamlar kullanan LAN'ları birbirine bağlamak için de
kullanılabilir. Köprüler, LAN kablo hızında (bir LAN üzerindeki çerçevelerin maksimum iletim hızı) çalışan tek cihaz
olduklarından dolayı, aynı ortamda bulunan LAN'ları birbirine bağlamak için tercih edilirler. Köprüler fiziksel
manada LAN ortamının genişlemesi, başarımı (performansı) ve güvenilirliği için farklı bakış açıları sunarlar.
İki LAN'ı birbirine bağlamak için kullanılan bir köprü, LAN'larda üretilen ve iletilmek istenen paketleri inceler:
Paketin hedef adresi ağda bulunan bir istasyonu / düğümü gösteriyorsa, o paketi diğer tarafa aktarırken; aksi
durumda karşı taraftaki istasyonların adreslerine sahip olmayan paketleri / mesajları süzer ve geçirmez. Böylece
ağı oluşturan parçaların trafiklerinin birbirlerini etkilemesine engel olunur.
Çok sayıda düğüm içeren büyük ağların parçalara ayrılıp, her biri bağımsız birer ağ niteliğini koruyacak biçimde
daha küçük ağlar oluşturmanın ve bunların birbirlerine köprü ile bağlanmasının birçok faydası bulunmaktadır.

Ağda bulunan trafik yoğunluğu parçalara bölünmüş olur ve bir ağa ait olan trafik diğer ağları etkilemez.

Ağ parçaları hataları durumlarında birbirlerinden yalıtılmış olur ve bir ağ parçasında oluşan bir hata diğer
ağ parçalarını etkilemez.

LAN'ların bir araya gelerek oluşturdukları ağların yayılım alanı genişletilmiş olur.
Köprüler, OSI referans modeline göre veri bağı katmanında çalışırlar. Bir köprü, tüm bir veri paketini alır (kabul
eder) ve aldığı verinin adres kısmına bakıp ona göre işlem yapar; veri paketi içindeki alıcı adresi karşı tarafa ait
değilse, paketi gereksiz yere karşıya geçirip oranın trafiğini arttırmaz. Eğer paket karşı tarafa aitse, aldığı veri
paketini bağlı olduğu diğer ağ dilimine aktarır. Diğer bir deyişle, veri paketlerini (çerçeveleri) alan bir köprü;
üretici tarafından seçilen (yönlendirme, dinamik adres filtreleme, statik adres filtreleme vb.) iletme algoritmasına
dayalı olarak, veri paketlerinin farklı LAN'lara iletilmesi işlemini gerçekleştirir. Farklı ağların birbirine bağlanması
durumunda, köprüler, veri paketini diğer tarafa iletmeden önce çerçevede bir takım değişiklikler yapabilirler.
Mesela, çerçeve başlığındaki bazı alanlara ekleme yapabilirler veya bazı alanları silebilirler. IEEE 802.1D
köprüleme standardına göre bir köprünün işlevselliğinin ana prensipleri aşağıdaki gibi özetlenebilir.

Çerçevelerin alınması,

Çerçeve aktarma ve filtreleme kararlarının verilmesi,

Her ikisinin yönetimi.
Köprüler yaygın olarak uygulama alanlarına, köprü prosesine ve köprü yönlendirme metoduna göre gruplara
ayrılabilirler (Şekil 8).
Uygulama Alanına Göre Köprülerin Sınıflandırılması
Köprüler, birbirine bağlanan LAN'ların bulundukları yere bağlı olarak; 'Yerel köprüler' ve 'Uzak köprüler' olarak
sınıflandırılabilirler. Yerel köprüler bağlantıları için kullanılırken, uzak erişimli köprüler birbirinden uzak yerlerde
bulunan LAN'ları bağlamak için kullanılır. Her iki köprü çeşidi aynı işleve sahip olmasına karşılık kullandıkları
arabirimler birbirinden farklıdır.
Yerel Köprüler (Local bridges):
LAN'ların parçalara ayrılması ile oluşan alt ağları birbirne bağlamak için kullanılan köprüler, 'yerel köprüler' olarak
isimlendirilir. Altağlara ayırma işlemi verimi (throughput) artırır. Diğer bir deyişle, 802 LAN'ları direk olarak
birbirine bağlayan köprüler, 'yerel köprüler' olarak isimlendirilir. Yerel köprüler, aynı ortamdaki LAN'ları birbirine
bağlamak için kullanılırlar.
Uzak Köprüler (Remote bridges):
Büyük şirketler, bir ülkenin dört bir yanında ya da birçok ülkelerde bulunan şubelere / altbirimlere sahiptir. Bu alt
birimlerin her birisi kendi LAN yapısına sahiptir. Bu durum, geniş bir alana yayılan şirketlerin farklı ortamlarındaki
LAN'larına bağlı istasyonları arasında bilgi alış-verişi gereksinimini ortaya çıkartır. Kiralık hat(lar) (leased lines)
kullanılarak farklı ortamlarda bulunan LAN'ları birbirine bağlamak için kullanılan köprüler, 'uzak köprüler' olarak
isimlendirilir. Farklı bir yaklaşımla WAN'lar üzerinde çalışan köprüler uzak köprülerdir.
Köprü İşlemlerine / Prosesine Göre Köprülerin Sınıflandırılması
Köprüler
yaptıkları
işleme
göre
üç
gruba
ayrılırlar:
(encapsulation) ve çevirimli (translation) köprüler.
Doğrudan
aktarmalı
(pass-through),
kapsüllemeli
Doğrudan Aktarmalı Köprüler (Pass-through bridges):
Doğrudan aktarmalı köprüler, çerçeveleri değiştirmeden iletilmeleri nedeni ile en basit köprü prosesine sahiptirler.
Bu köprü prosesi, aynı çerçeve biçimine ve ortam erişim kontrolüne sahip olan iki ağın (Ethernet-Ethernet, Token
Ring-Token Ring, vb.) birbirine bağlanması durumunda kullanılır ve çerçeveleri değiştirmeden karşı tarafa
iletilirler.
Şekil 9'da, doğrudan aktarmalı bir köprüde gerçekleştirilen işlemler blok şema olarak gösterilmektedir. Bir iletme
veritabanı (forwarding database), ağ dilimindeki (bir LAN'daki) istasyonların listesini tutar. Gelen çerçevenin
hedef (destination) adresi, iletme veritabanında kontrol edilir ve çerçevenin geçirilip geçirilmeyeceğine karar
verilir. Bu aşamada, üç işlemden birisi gerçekleştirilir:
1. Elimine etme (discarding),
2. Sadece tanımlı bir hedef adresine iletme,
3. Köprünün tüm portlarına (gelen port hariç) iletme.
Dönüştürme algoritmasının basitliğinden dolayı, doğrudan aktarmalı köprüler genellikle en basit ve en hızlı
köprülerdir.
Doğrudan aktarmalı köprüler, çerçeve biçimlerindeki ve verinin iletim yöntemindeki farklılıklardan dolayı; FDDIEthernet, Ethernet-Token Ring, vb. aynı olmayan LAN'ların bağlanmasında kullanılmazlar.
Kapsüllemeli Köprüler (Encapsulation Bridges) :
Bu köprüler, benzer olamayan LAN'lar arasındaki paketleri taşır. Bir kapsülleme prosesi kullanan köprü, gelen
LAN'dan aldığı çerçeveyi, giden LAN'ın başlık ve kuyruk alanları arasına koyarak ambalajlar ve bu en son halini
arada bulunan LAN üzerine iletir. Ara LAN üzerinde bulunan ve mesajları alan köprü, başlık ve kuyruk ambalajını
kaldırır ve hedef LAN'a orijinal çerçeveyi iletir. Örnek olarak Ethernet'ten FDDI LAN'a bir kapsüllemeli köprü;
Ethernet paketlerini tüm bütünlüğü ile FDDI paketinin veri alanı içerisinde taşır. Paketi alan köprü, pakette
bulunan kapsülü kaldırır ve paketi hedefine orijinal biçiminde teslim eder.
Ethernet-FDDI kapsüllemeli köprünün çalışması Şekil 10'da blok şema olarak görülmektedir. Bu metod diğerlerine
göre daha iyi bir veri bütünlüğü sağlar. Bu tip köprü prosesinde, ara ortamdaki (intermediate) kullanılan LAN'ın
ortam erişim kontrolü (Medium Access Control-MAC) dönüşümleri ve filtreleme işlemleri gerçeklenmez.
Kapsüllemeli köprüler, uç birimler (host) ve sunucuları (server) gibi ağ cihazları ile ara ağlar arasında bulunurlar.
Fakat, MAC protokollerini dönüştürmemeleri nedeni ile uç LAN'larda bulunan istasyonlar ile iletimi sağlayan
omurgadaki istasyonlar birbirleriyle bağlanamaz / haberleşemez. Bu olay, kapsülleme prosesi kullanan köprülerin
büyük bir dezavantajı olarak ele alınır. Örnek olarak; Şekil 10da gösterilen bir Ethernet ağı üzerindeki
işistasyonları, kapsül köprü vasıtasıyla FDDI omurga üzerindeki bir dosya sunucusu ile haberleşemez. Ayrıca,
kapsüllemeli köprüler standart yapıya sahip değillerdir.
Çevirimli Köprüler (Translation bridges) :
Benzer olmayan LAN'ları birbirine bağlamak için kullanılan köprüler, 'MAC dönüştüren köprüler' ya da 'çevirimli
köprüler' olarak bilinirler. Çevirim işlemi, LAN'lar farklı çerçeve biçimlerine sahip olduklarında veya veri bağı
katmanında farklı protokolleri kullanan LAN'lar birbirine bağlandığında gereklidir.
Çevirimli köprüler Ethernet, Token Ring ve FDDI LAN'ları birbirine bağlamak için kullanılır. Bu, tüm LAN
çeşitlerinin köprülerle birbirine bağlanabileceği sonucunu ortaya çıkartır. Benzer olmayan LAN'lar arasındaki her
bir bağlantı, bağlantıya özgü problemlere sahiptir. En basit çevirim işlemi, çerçevedeki alanların yerlerini
değiştirme gibi basit dönüşümler içeren çevirimlerdir. En zor/karmaşık çevirim işlemleri de uyuşmayan hizmetleri
temsil eden alanların yeniden oluşturulmasını veya kaldırılmasını gerektiren çevirimlerdir.
Benzer olmayan LAN'ları bağlamada çıkması muhtemel en ciddi problemlerden biri; çerçeve boyutudur. Bir LAN,
çerçeve boyutuna bir alt sınır gerektirirken diğeri gerektirmeyebilir veya bir LAN diğerinden daha büyük çerçeve
boyutunu destekleyebilir (Şekil 11). Minimum boyut durumunda çevirim işlemi, dolgu bitlerinin (padding)
eklenmesini veya kaldırılmasını gerektirir. Çok büyük boyutlu çerçevelerde ise, çerçeve ya bölünüp tekrar
birleştirmeli ya da basit olarak elimine edilmelidir (discard).
Oluşması muhtemel diğer bir problem ise; birbirine bağlı olan LAN'ların farklı iletim hızlarına sahip olmalarıdır. Her
bir standart (protokol) farklı hızlarda çalışır. Yüksek hızlı bir LAN'dan düşük hızlı bir LAN'a arka arkaya çerçeveler
iletildiğinde; köprü, çerçeveleri geldiği hızda işleyemeyeceğinden gelen çerçevelerin tamponlanması gerekebilir.
Farklı LAN'ların köprü üzerinden bağlanmasında oluşması muhtemel diğer bir problem; çerçeve birimlerinin farklı
olmasıdır. Örnek olarak, 802.3 ve 802.4 LAN standartları, ağdaki istasyonların birbirleriyle iletişimi için saat
senkronizasyonunu sağlayan bir öntakıya sahip olmaları gerekir. Bu özellik, Jetonlu halka ağlarda gerekli değildir.
Diğer taraftan da, ortam erişim kontrolü olarak jeton kullanımı, 802.4 ve 802.5 standartlarına adres alanından
sonra bir çerçeve kontrol alanına ve çerçeve kontrol dizisinden (Frame Check Sequence-FCS) sonra da bir bitiş
belirticisine (End Delimiter-ED) sahip olmalarını gerektirir. Fakat 802.3 standardı, adres alanlarına ve FCS alanına
sahip olmasına rağmen, çerçeve kontrol ve bitiş belirtici alanları kullanmaz. Bütün bu durumlardan, bir çerçeve
bir LAN diliminden diğerine geçerken, yeniden biçimlenmesi gerekliliği sonucu ortaya çıkar. Özet olarak, 802 LAN
standartlarının birbirlerine bağlantısında, her bir bağlantı kendine ait problemleri ortaya çıkarır. Ortaya çıkan
problemlerin de yapılan bağlantıya dayalı olarak çözümlenmesi gerekmektedir.
Köprü Yönlendirme Metoduna Göre Köprülerin Sınıflandırılması
Köprüler, bir çerçevenin hedef adresine ulaşmasını sağlamak için üç çeşit yönlendirme algoritması kullanırlar:
Kaynak Yönlendirme (Source Routing-SR) algoritması, Kapsayan Ağaç algoritması (Spanning Tree Algorithm-STA)
ve Kaynak Yönlendirme-Saydam (Source Routing-Transparent-SRT) algoritması. Köprüler, ilgili yönlendirme
algoritmasına dayalı olarak üç sınıfa ayrılabilir: Saydam köprüler, Kaynak Yönlendirmeli köprüler ve SaydamKaynak Yönlendirmeli köprüler.
Saydam Köprüler (Transparent bridges-TB) :
Saydam köprüler, IEEE 802.1D standardı ile tanımlanır. DEC firması tarafından gerçekleştirilen bu köprüler,
Ethernet/802.3 ağlarında çok popülerdir ve en yaygın köprüleme çeşididir. Jetonlu halka ve FDDI protokolleri
ilede kullanılan saydam köprü ile, ortam üzerinde aktif olan istasyonlar tanınabilir ve iki LAN arasında
yönlendirmeyi sağlayacak olan adres tabloları oluşturabilir. Tüm yönlendirme kararları köprü tarafından
gerçeklenir. Saydam köprüler üç temel fonksiyon gerçeklerler:

Çerçeve filtreleme,

Çerçeveyi iletme ya da elimine etme,

İstasyon adreslerini öğrenme ve topolojideki kapalı çevrimleri (loop) çözme.
Her bir çerçevenin farklı LAN'lara iletilmesine yönelik olarak yapılan kontrol etme işlemi, çerçeve 'filtreleme' işlemi
olarak bilinir. LAN'ların mevkisini araştıran ve veritabanı tablolarını oluşturan işlem ise, 'öğrenme işlemi' olarak
tanımlanır. Saydam köprüler, LAN'ların mevkilerini öğrenmek ve veritabanı tablolarını oluşturmak için iki farklı
metot kullanır:
1. Kapsayan ağaç algoritması (Spanning-Tree Algorithm, STA),
2. Kendi kendine öğrenme (Self-Learning) algoritması.
Bundan dolayı saydam köprüler, 'kapsayan ağaç' (spanning tree) ya da 'kendi kendine öğrenme' (self-leaming)
köprüleri olarak da isimlendirilebilirler.
Kapsayan ağaç algoritması; ağı oluşturan farklı parçalarda yer alan ve birbiriyle iletişimde bulunacak herhangi iki
düğüm arasında, yalnızca bir yol olmasını sağlayan bir algoritmadır. Ağı oluşturan parçaların sayısı artıp ağ
genişledikçe, ağın ve aradaki bağlantıların fiziksel karmaşıklığı artar ve istenmediği halde, herhangi iki düğüm
arasında iki yol (çevrim) olacak şekilde bağlantı oluşabilir. Oluşan bu bağlantı, belirli çerçevelerin ağ içerisinde
devamlı dönmesine neden olur. Bu durum, saydam köprülemenin kullanıldığı uygulamalarda ağın performansını
düşürür. Bu durumu önlemek için köprülerde 'kapsayan ağaç' algoritması olarak isimlendirilen algoritma
koşturulur. 'Kapsayan ağaç' algoritması ile, iki düğüm arasında fiziksel olarak oluşan birden fazla yoldan sadece
bir tanesi aktif tutulurken, diğerlerinin kullanılmaması sağlanır. 'Kapsayan ağaç' algoritması orijinal olarak
Ethernet ağların bağlantısını desteklemek için geliştirilmesine rağmen, şu anda yol topolojili ve yayın mantığı ile
çalışan LAN'lar üzerinde de kullanılmaktadır.
Birbirine bağlanmış iki sistem karmaşık bir yapıya sahip değilse, saydam köprülerde 'kendi kendine öğrenme'
olarak isimlendirilen algoritma koşturulur. Kendi kendine öğrenme algoritması aşağıdaki işlevler üzerine dayalıdır:

Eğer hedef ve kaynak LAN'lar aynı ise, çerçeveyi elimine et.

Eğer hedef ve kaynak LAN'lar farklı ise, çerçeveyi ilet.

Eğer hedef LAN bilinmiyorsa, akış (flooding) işlemini kullan.
'Akış' (Flooding) prosesi : Saydam köprü, LAN'lar tarafından gönderilen her çerçeveyi kabul eden "promiscuous"
modda çalışır. Bir çerçeve köprüye vardığında, çerçevenin iletilmesine veya elimine edilmesine karar verilmesi
gerekir. Bu karar, köprü içerisindeki veritabanı tablosunda bulunan hedef adreslere bakılarak yapılır. Veritabanı
tablosu mümkün olan tüm hedef adresleri düzenli bir tarzda tutar ve mümkün olan herbir giriş yönündeki adres
için nereye yönlendirileceği ile ilişkili bir çıkış bilgisi içerir. Köprüler ilk çalıştırıldıklarında
(power-on),
veritabanlarının tamamı boştur ve hiçbiri hedefin nerede olduğunu bilemezler. Bu nedenle 'akış-flooding' işlemi
uygulanır: Veritabanında kaydı bulunmayan bir çerçeve köprüye geldiğinde, köprü bu çerçeveyi geldiği LAN hariç
tüm LAN'lara gönderir ve bunun sonucunda diğer LAN'lardan gelen cevap mesajlarına göre hedef istasyonların
nerede olduklarını öğrenir. Bir kere hedef adresler öğrenildiğinde artık gelen çerçeveye "flooding" prosesi
uygulanmaz. Saydam köprülerin çalışma prensibini şematik olarak açıklayan Şekil 12'deki sistem; saydam
köprüler vasıtasıyla birbirine bağlanmış üç adet LAN içermektedir. Gösterimi basitleştirmek için her bir LAN
üzerinde sadece iki adet istasyon gösterilmiştir.
Çerçeveler ilk olarak 'Ethernet 1' üzerinden aktıklarından dolayı, köprü1 her bir çerçevenin kaynak adresini
kontrol eder. Hem A hem de B istasyonu aktif olduktan sonra köprü, bu istasyonların adreslerini, cihazın 1 nolu
portu üzerindeki adreslerle ilişkilendirir. A ve B istasyonlarından başka bir hedef adresli herhangi bir çerçeve,
diğer ağ olarak ele alınır. C, D, E ve F adresleri port2 ile ilişkilendirilir. Köprü2 de buna benzer olarak, adres /
yönlendirme tablosunu oluşturur. Sonuçta köprü 2'de A, B, C ve D adresleri port1 ile, E ve F adresleri ise port2 ile
ilişkilendirilir.
Kaynak yönlendirmeli köprüler (Source routing bridges-SRB) :
IEEE 802.1D köprüleme standardı içerisinde tanımlanan kaynak yönlendirmeli köprüleme, IBM tarafından
geliştirilen jetonlu halka ve FDDI ağlarda tercih edilmektedir. Kaynak yönlendirme prosesi, her bir çerçeve
göndericisinin, hedefin kendi LAN'ı içinde olup olmadığının bilindiğini varsayar. Bir çerçeve farklı bir LAN'a
gönderildiğinde kaynak düğümü, hedef adresinin yüksek değerlikli bitini lojik '1' değerine kurar. Kaynak
yönlendirme prosesini gerçeklemenin anahtarı; iki ağ arasındaki en iyi rotayı belirlemek için "keşif" (discovery)
paketinin iletimini sağlamak ve yönlendirme bilgisini taşımak için de Jetonlu yol çerçevesindeki bilgi alanının bir
bölümünü kullanmaktır.
Kaynak yönlendirme prosesinde yönlendirme işlevlerini son istasyonlar gerçekleştirir. Aradaki her bir istasyon da,
herhangi bir çerçevenin iletiminden önce çerçevenin hedefe gidebilmesi için takip edebileceği en iyi rotayı araştırır
ve bulur. Bu bilgi, çerçevenin başlığına eklenir ve alınan bir çerçevenin diğer dilime iletilip iletilmeyeceğine karar
vermek için köprü tarafından kullanılır. Yönlendirme bilgi alanı, her bir çerçeve içinde bulunur ve kaynak adres
alanının en anlamlı biti olarak tanımlanır (Şekil 13). Kaynak yönlendirmeli köprü, sadece yönlendirme bilgi alanı
1'e kurulan çerçevelerle ilgilenir. Eğer kaynak ve hedef adresleri aynı ağ dilimi üzerinde ise, yönlendirme bilgisine
gerek yoktur ve kaynak adres alanının ilk biti lojik '0' yapılır.
Birbirine bağlanmış bir ağda her bir düğümün diğer düğümlerle iletişim için kullanacağı yolu (rota) bilmesi,
kaynak yönlendirme algoritmasının en önemli kısmını oluşturur. Kaynak yönlendirmeli köprülerde rota, keşif
prosesi ile belirlenir.
Keşif prosesi; her bir köprüde rota bilgi alanının içerisine köprü numarasının ve başlangıç halka (ring)
numarasının girilmesi ile başlar. Bu işlemi daha net açıklayabilmek için, Şekil 14'de gösterilen birbirine bağlanmış
LAN sistemini inceleyelim. Bu örnekte, iki jetonlu halka ağından birinin Ankara'da diğerinin İstanbul'a
yerleştirildiği kabul edilmektedir. Her bir jetonlu halka ağa ve köprüye, halka ve köprü numaraları tahsis edilir.
R1, R2 ve R3 halka numaralarını; B1, B2 ve B3'de on altılı sayı sistemindeki karakterlerin yerine köprü
numaralarını göstermek için kullanılmıştır.
Bir istasyonu mesaj iletmek istediğinde, ağ aygıtlarına ve diğer ağdaki düğümlere bir keşif paketi göndererek
hedefi bulması gerekir. A isimli istasyonunun C istasyonuna bir mesaj göndermek istediği varsayılırsa; A
istasyonu, kaynak adresini ve boş bir rota bilgi alanını içeren bir keşif paketini istasyon C'ye gönderir. Bu paket
ağdaki her bir köprü tarafından tanınır. Köprü bu mesajı aldığında, paketin hangi halkadan alındığı ile ilgili halka
(ring) numarasını kaydeder. Alıcıya, birbirine bağlanmış bir ağın topolojisine bağlı olarak, birden fazla keşif paketi
ulaşabilir. Örnek sistemde istasyon C'ye ulaşan iki keşif paketi, Şekil 14'te gösterilmektedir. Paketteki sıfır, en son
jetonlu halka ağ yapısında ağında köprülemenin olmadığını gösterir. İstasyon C, bu iki rotadan en iyisini seçer ve
keşif paket üreticisine bu cevabı iletir. A istasyonu, bu rotayı iletim oturumunun sonuna kadar belleğinde saklar.
Kaynak yönlendirmeli-saydam köprüler :
Kaynak yönlendirmeli-saydam (Source Routing-Transparent-SRT) köprü metodu, kaynak yönlendirme ve saydam
köprüleme metotlarının birleşiminden oluşur. Diğer bir deyişle bir SRT köprüsü; çerçeveler, yönlendirme bilgisine
sahip ise kaynak yönlendirmeli köprüleme, yönlendirme bilgisine sahip değil ise saydam köprülemeyi yapan bir
MAC köprüdür. Bu çeşit konfigürasyon, bir tarafta Ethernet'i diğer tarafta da bir jetonlu halka ağı bağlayabilir.
Bu metod, tamamen yönlendirme bilgisi (Routing Information-RI) alanına ve Şekil 15'teki yönlendirme bilgi
tanımlayıcısı (Routing Information Identifier-RII) olarak bilinen kaynak adres alanının I/G bitine dayalıdır. Kaynak
yönlendirme (KY), RII=1 (RI alanının varlığını gösteren) olan bir çerçeve alındığında gerçekleştirilirken, saydam
köprüleme (SK), RII=0 (RI alanının olmadığını gösteren) olan bir çerçeve alındığında gerçekleştirilir.
Şekil 15'te, SRT köprülemenin fonksiyonel blok diyagramı görülmektedir. Burada MAC aktarma birimi, saydam ve
kaynak yönlendirme olarak iki mantık içerir. RII=0 ile (kaynak yönlendirme yok) MAC birimine giren mesajlar,
önceki kısımlarda açıklanan saydam köprüleme metoduna göre ya iletilir ya da elimine edilirler. RII=1'e (kaynak
yönlendirme) sahip olan mesajlara da önceki bölümde anlatılan kaynak yönlendirme mantığı uygulanır.
Anahtarlar (Switches)
Anahtar, birden çok düğümü / uç sistemi bir noktada toplayıp, düğümler arasında anahtarlama yöntemiyle
bağlantı kurulmasını sağlayan bir cihazdır. Ağın işlevi, ağ uygulamalarında kendisine gelen veri trafiğini portları
arasında anahtarlamaktır. Hub'a benzemesine ve bir çok uygulamada Hub yerine kullanılmasına karşılık, çalışma
prensibi ve yaptığı işlemler açısından Hub'lardan farklılık gösterir. Hub'lar; düğümlere / istasyonlara paylaşılan bir
ortam sunulması prensibine göre çalışırken, anahtarlar; genellikle veri bağı katmanında işlemleri gerçekleştirirler
ve her bir düğüm için atanmış bir ortam sunulması prensibine göre çalışırlar. Diğer bir değişle, anahtarlar
paylaşılan bir yol değil, anahtarlamalı bir yol sunarlar.
Anahtar cihazlarının üzerinde hiçbir trafik yok iken, tüm portları birbirinden yalıtılmış durumda beklemektedir. Bu
durum anahtara bağlı tüm sistemler arasında bağlantıların oluşmaması olarak tanımlanabilir. Bir düğüm / sistem,
anahtara bağlı diğer düğümlerden birisi ile iletişimde bulunmak isterse; iki düğümün bağlı olduğu portlar anahtar
üzerinden birbirine bağlanır. Bu işlem, 'anahtarlama' olarak isimlendirilir. İletim bittikten sonra kurulan bağlantı
çözülerek; yeni düğümlerin iletişimine uygun ortam oluşturulur. Anahtar kullanılarak oluşturulan ağlarda,
iletişimde bulunacak düğümlerin ayrı ayrı portlara bağlı olması nedeni ile, aynı anda birden çok bilgisayar çifti
iletişimde bulunabilir (Şekil 1). Anahtarlar; 8, 12, 16, 24 ve 32 portlu olarak üretilirler.
Anahtar cihazlar, anahtarlama işlemi için uç sistemlerin MAC adreslerini kullanır. Bu nedenle anahtar cihazlar
üzerinde MAC adreslerin tutulduğu bir tablo (MAC tablosu) bulunur. Anahtar cihaz, çerçeve içerisindeki alıcı MAC
adresini öğrendikten sonra, MAC tablosuna bakarak iki port arasında bir bağlantı kurar. Aralarında bağlantı
kurulan iki düğüm birbirlerine çerçeve gönderirken, anahtarda bulunan diğer portlar arasında ikili bağlantılar
kurulabilir.
Anahtar cihazlar farklı bakış açıları ile aşağıdaki başlıklar altında gruplandırılabilir / sınıflandırılabilirler:
1. Gerçekleştirdikleri işleme (fonksiyonlarına) göre,
2. Bilgi aktarım şekline göre,
3. Ağ içerisinde konuşlandırılacağı yere göre.
Anahtar cihazlar, gerçekleştirdikleri işlemlere bağlı olarak iki ana sınıfa ayrılır:
1. OSI 2. katmanda çalışan anahtarlar,
2. OSI 2. katman ve 3. katman tanımlanan işlemleri gerçekleştiren çok katmanlı anahtarlar.
Anahtarlara 3.katman işlevlerini eklemekten amaç; onları birer yönlendirici haline getirmek değil, anahtarlara
sanal ağ desteği sağlamaktır. Bu sınıflandırmada, anahtarlar kullanıldıkları teknolojiye / protokole göre de
tanımlanırlar: Ethernet anahtar, Token-Ring anahtar, ATM anahtar, vb. LAN anahtarlar (Ethernet ve Token-Ring)
daha çok hub'ın işlevine karşılık gelen işlemleri gerçekleştirirken (katman 2 anahtarları), ATM anahtarlar
yönlendirme işleminide gerçekleştirdiğinden (katman 2 ve katman 3 anahtarlar) yönlendirici ile aynı işle ve
sahiptirler.
Anahtar cihazlar, kendilerine gelen veri paketlerini diğer tarafa aktarım şekline göre (bilgi aktarım şekline göre)
iki gruba ayrılırlar:
1. Doğrudan göndermeli (cut-through) anahtarlar,
2. Tamamını al-Sonra gönder (Store-and-Forward) anahtarlar.
Doğrudan göndermeli anahtarlarda, veri paketi anahtara gelir gelmez karşı tarafa iletilmeye başlanır. Tamamını al
ve sonra gönder anahtarlarda, tüm paketin gelmesi beklenir ve paketin alınması bittikten sonra paketin
içerisindeki adrese bakılarak anahtarlama işlemi gerçekleştirilir. Paketin yolda bozulma olasılığı olan ortamlarda
ikinci yöntem tercih edilir.
Anahtarlar, anahtarın ağ içerisinde konuşlanacağı yere göre iki gruba ayrılır:
1. Merkez (core) anahtarlar,
2. Kenar (edge) anahtarlar.
Kenar anahtarlar, uç sistemlerin / düğümlerin doğrudan bağlantıları için tercih edilirler. Kenar anahtarlarda
anahtarlama gücü ve MAC tablosu boyu sınırlıdır. Bu tür anahtarlara doğrudan uç sistemler bağlı olacağı için
genel olarak yüksek anahtarlama kapasitesine gereksinim duyulmaz. Merkez anahtarlar ise; ağın merkezine
konuşlandırılır. Merkez ağın başarımı ağın tüm başarımını etkileyebileceğinden merkez anahtarlar, kenar
anahtarlara göre daha güçlü donanıma, yüksek hızlı portlara ve büyük boyutlu MAC tablosuna sahip olmalıdırlar.
Merkez anahtarlarda, kendisine doğrudan bağlı olsun olmasın, ağdaki tüm düğümlerin / sistemlerin MAC adresleri
tutulur.
Yönlendiriciler (Routers)
Yönlendiriciler, OSI referans modelinin ağ katmanında (3. Katman) çalışırlar ve LAN'ların WAN'lara veya uzak
konumda bulunan LAN'ların birbirine bağlantısında kullanılırlar (Şekil 2). Yönlendiriciler, ağ katmanına ait
protokoller düzeyinde adres kontrolü yapıp, komple bir ağda paketin alıcısına gitmesi için en uygun yolu
belirleyebilme kapasitesine sahiptirler. LAN ile WAN teknolojileri arasındaki iletişim ve arabağlaşım işlemleri
yönlendiriciler ile sağlanır. Örneğin; CSMA teknolojisi kullanan bir ağ ile (LAN tarafı), X.25 teknolojisi kullanan bir
ağ arasındaki (WAN tarafı) bağlantı, CSMA / CD yapısına ve kullanılan WAN teknolojisine uygun portlara sahip bir
yönlendirici ile gerçekleştirilebilir. Diğer taraftan, yönlendiriciler ağ katmanında çalışmaları nedeni ile portlarının
bağlı olduğu donanımın özellikleri ile ilgilenmezler ve bilgiyi iletecekleri ortama göre yeniden düzenlerler.
ISO/OSI referans modelinde tanımlanan ağ katmanı, yönlendiricilerin LAN-WAN veya WAN-LAN protokol
dönüşümü gerçeklemesine yardım etmek için Şekil 3'te gösterildiği gibi üç alt katmana bölünmüştür: 'Alt ağ'
erişim alt katmanı, altağ çoğaltım (Enhancement) alt katmanı ve Internet alt katmanı.
'Alt ağ' erişim alt katmanının amacı, kullanılan özel bir altağ için ağ katman protokol özelliklerini kontrol etmektir.
'Altağ' katmanı veri üretir ve alır, paketleri kontrol eder ve normal ağ fonksiyonlarını gerçekler. Yönlendiriciler için
oluşturulan yazılımları erişim alt katmanına uygun olarak tasarlanmaları nedeni ile, diğer alt ağlarla birlikte
çalışılması garanti edilmez.
'Çoğaltım' (enhancement) alt katmanı, farklı hizmetler sunan altağları uyumlaştırmak için tasarlanmıştır.
Tekrarlayıcıların ve köprülerin aksine yönlendiriciler son kullanıcılar için saydam değildirler. Yönlendiricilerin
LAN'ları diğer LAN çeşitlerine veya WAN'lara bağlamaları nedeni ile, yönlendiriciler hem LAN hem de WAN
protokolüne bağımlıdırlar. Yönlendiricinin ağ katman hizmeti, ya Internet protokolü (IP) ile bağlantısız ya da X.25
paket seviye protokolü (Paket Layer Protocol, PLP-ISO 8348) ile bağlantıya dayalı olabilir.
Yönlendiricilerde Kullanılan Yönlendirme Algoritmaları ve Yönlendirme Tabloları
Yönlendiriciler, veri
paketlerinin ağdaki
uygun düğümler üzerinden geçirilerek alıcısına ulaştırılma işini
gerçekleştirirler. Veri paketlerinin iletilebileceği birden fazla yol olması durumunda, en uygun yolun seçilmesi
yönlendiricinin ana görevidir. Yönlendiriciler, en uygun yolun belirlenebilmesi için ağ topolojisi ile birlikte bağlantı
hatlarının o anki durumunu, band genişliklerini, vb. bilgileri saklayan tablolara sahiptirler. Ağın durumu hakkında
bilgileri tutan tablolar, 'yönlendirme tabloları' olarak isimlendirilirler. Yönlendirici tarafından desteklenen her bir
protokol için, farklı bir yönlendirme tablosu tutulmak zorundadır.
Gönderen ve alan düğümler arasında en uygun yolun bulunması işlemi, 'yönlendirme algoritması' olarak
isimlendirilen işlemlerle gerçekleştirilir. İki tip yönlendirme algoritması bulunmaktadır: Statik yönlendirme
algoritması ve Dinamik yönlendirme algoritması.
Statik yönlendirmede ağ yöneticisi, yönlendirme tablosunu yapılandırır ve yönlendiriciye bilgileri kendisi girer. Bir
kere ayarlandığında (bir kere bu tablo değerleri oluşturulduğunda) ağ üzerindeki yollar asla değiştirilmez. Bu
algoritma geniş alanlı ağların oluşturulmasında etkili olabilir.
Dinamik yönlendirmede, tablolar yönlendirici tarafından oluşturulmaz. En düşük maliyetli yol; yol uzunluğu, yolun
band genişliği, güvenilirlik, trafik yoğunluğu, vb. parametreler kullanılarak sürekli olarak yönlendirici tarafından
hesaplanır ve yönlendirme tablosu da otomatik olarak güncellenir. Dinamik tabloların kullanıldığı yönlendiricilerde,
yönlendiricide kullanılan işlemcinin yeteneklerinin, yönlendirme algoritmalarını destekleyecek kapasite olması
gerekir. Aksi halde paket iletim hızı yavaşlayabilir veya yanlış yönlendirme sonucu paketler kaybolabilir.
Yönlendirici Çeşitleri
Yönlendiricilerin gerçekleştirecekleri işlemlerin, yönlendiricinin ağ içerisindeki konumu ile doğrudan ilişkisi
bulunmaktadır. Yönlendiricilerin sınıflandırılmasında önemli kriterlerden birisi, yönlendiricinin ağ içerisindeki
konumudur. Bu nedenle, yönlendiriciler, ağ içerisindeki konumuna göre iki gruba ayrılırlar: Merkez (core)
yönlendiriciler ve kenar (edge) yönlendiriciler.
Merkez yönlendiriciler; yönlendirme yoğunluğunun yüksek olduğu yerlerde tercih edilirler. Merkez yönlendiriciler;
daha güçlü donanıma, daha iyi yönlendirme algoritmasına, daha fazla port sayısına, değişikliklere karşı hızlı uyum
sağlayabilme kapasitesine ihtiyaç duyarlar.
Kenar yönlendiriciler; yönlendirme yoğunluğunun az olduğu yerlerde tercih edilirler. Kenar yönlendiriciler,
genelde, daha basit yapıya gereksinim duyarlar ve işlem gücü fazla olmayan yerlerde, daha basit algoritmalar
kullanarak, daha az sayıda port ile işlerini gerçekleştirirler.
LAN'ların WAN'a bağlantısında veya iki LAN arasındaki bağlantılarda kenar yönlendiriciler kullanılır. Bu nedenle,
kenar yönlendiricilerde LAN'lara hizmet veren portlar (Ethernet, jetonlu halka vb.) ve WAN'lara hizmet veren
portlar (senkron veya asenkron seri iletim sağlayan) bulunur. Kenar yönlendiricilerin yapacağı işlemleri hatasız
olarak en basit şekilde gerçekleştirilmesi beklenir. Bu beklenti nedeni ile, kenar yönlendiriciler en az yazılım ile,
en basit algoritmaları kullanarak en sade şekilde işlemleri gerçekleştirecek tarzda tasarlanırlar.
Yönlendirici İşletim Sistemleri ve Yönlendirme Protokolleri
Yönlendirici, yazılım ve donanım olarak iki kısımdan meydana gelir. Donanım; işlemlerin gerçekleştirilmesi ile ilgili
fiziksel ortamları / elemanları içermesi nedeni ile önemli iken, yazılım; işlemlerin gerçekleştirilme şekillerini
belirlemesi nedeni ile önemlidir. Yönlendiricilerde kullanılan yazılımlar, protokollerin 3. Katmanında tanımlanan
işlemler ile yönlendirme işlemleri için gereksinim duyulan işlevleri / fonksiyonları içerir. Yönlendiricinin
gerçekleştireceği işlemleri tanımlayan yazılımlar 'yönlendirici işletim sistemi' (Routing operating system-ROS)
olarak isimlendirilir. Kullanılacak 'yönlendirici işletim sistemi', yönlendiricinin kullanılacağı ağda bulunan veya
olması muhtemel protokollere göre seçilir. Yaygın olarak kullanılan iki çeşit 'yönlendirici işletim sistemi'
bulunmaktadır : IP-ROS ve IPX-ROS.
Yönlendirici üzerinde çalışan ve yönlendirici tablolarının güncelleştirilmesini sağlayan yazılımlar, 'yönlendirme
protokolleri' (routing protocols) olarak isimlendirilir. 'İç protokoller' ve 'dış protokoller' şeklinde iki gruba ayrılan
yönlendirme protokollerinden 'iç protokoller'; küçük ölçekli ağlarda bulunan yönlendiricilerde kullanılırken, 'dış
protokoller'; geniş ölçekli ağların yapılandırılmasında bulunan yönlendiricilerde kullanılırlar.
İç protokol olarak, 'dahili geçit protokolü' (Interior Gateway Protoced-IEP) olarak isimlendirilen ve bağımsız
ağlarda bulunan kaydedicilerde protokol kullanılırken, geniş alan ağlarda alt ağları birbirine bağlamak için
kullanılan yönlendiricilerde 'harici geçit protokolü' (Exterior Gateway Protocol-EGP) olarak isimlendirilen ve
güvenlik işlemlerinin önemli olduğu protokol kullanılır. Her iki tür protokol ile kullanılan alt protokoller
bulunmaktadır.
BRouters ve Trouters Arabağlaşım Elemanları
Ağ uygulamalarında, ağlar arasındaki bağlantıda en yaygın kullanıma sahip üç arabirim elemanı; köprü, anahtar
ve yönlendiricidir. Bu elemanlar yaygın kullanıma sahip olsalar da uygulama esnekliği, performans arttırılması ve
konfigürasyon
kolaylığı
sağlamasına
yönelik
olarak
farklı
cihazların
özelliklerine
sahip
tek
bir
cihaz
üretmektedirler. Belirtilen hedefe yönelik olarak üretilen elemanlardan birisi, bir köprü ve bir yönlendiricinin
işlevlerini tek bir birimde toplayan ve 'Brouter' olarak isimlendirilen arabağlaşım cihazıdır. Diğer bir değişle,
Brouter; köprü ile yönlendiricinin işlevlerine sahip bir arabağlaşım elemanıdır.
BRouter'lar, düğümler arasındaki en iyi yolu seçmek için dağıtık yük paylaşımı ve alternatif yönlendirme
fonksiyonları sunarlar. BRouter ağa bağlandığında, hangi ağ adresinin yerel hangisinin uzak olduğunu hızlı bir
şekilde belirler. Yönlendirici işlemi ile, uzaktaki ağ dilimlerini birbirine WAN protokolü üzerinden bağlarken; köprü
işlemi
ile,
ağ
parçalarını
tek
bir
LAN'ın
parçaları
gibi
birleştirir(Şekil
4).
BRrouter'lar ağ yönetimi, yönlendirme parametrelerinin değişimi, ağ kullanım istatistiklerinin elde edilmesi vb.
fonksiyonları sağlayan bir kontrol sistemine sahiptir. Bu kontrol sistemi, ağ elemanlarının konfigürasyonu,
konumu, durumu, vb. bilgilerini tutan bir veritabanına sahiptir.
Diğer bir karmaşık cihaz, TRouter'dir. TRouter, bir yönlendirici ve bir terminal sunucunun bir kombinasyonudur.
Bu cihaz, küçük çalışma gruplarının LAN'lara, WAN'lara, modem, vb. cihazlara bağlanmasını sağlar
Protokol Dönüştürücüler-Geçitler (Gateways)
OSI referans modelinde tanımlanmış olan 7 katmanın tamamının fonksiyonlarını içeren ağ cihazları, 'Protokol
dönüştürücüler' (Gateways) olarak isimlendirilir. Tamamen farklı yapıdaki ağların birbirlerine bağlanması amacı ile
protokol dönüştürücüler kullanılır. Protokol dönüştürücüye gelen veri paketleri en üst katman olan uygulama
katmanına kadar çıkar ve yeniden ilk katman olan fiziksel katmana iner (Şekil 6). 'Gateway' terimi, köprü
cihazlarından protokol dönüştürücülere kadar birçok cihazın tanımlanması için kullanılabileceği gibi, yalnızca
katman 4 veya daha yukarısında çalışan aygıtlar için kullanılabilmektedir.
Protokol
dönüşümü;
adresleme
yapılarındaki,
erişim
metotlarındaki,
çerçeve
biçimlerindeki,
işaretleşme
metotlarındaki, veri hızlarındaki farklılıkların üstesinden gelmek için gereklidir. Bu karmaşık fonksiyonlar
nedeniyle, protokol dönüştürücüler diğer arabağlaşım cihazlarından çok daha karmaşık bir yapıya sahip olmasına
karşılık, üretilen ağ verimi (throughput) açısından diğerlerinden daha az verimlidirler. Farklı yapıdaki ağları
birarada tutan yapıştırıcı özelliğinde olan protokol dönüştürücüler, sadece farklı konumlarda bulunan ağları
birbirine bağlamanın yanında, bir ağ tarafından gönderilen bilginin farklı ağlar açısından anlaşılır olmasını
sağlarlar.
Protokol dönüştürücü, farklı protokol kullanan ağlarda iki yönlü protokol dönüşümü yaparak bağlantı kurulmasını
sağlar. Örneğin, ISDN ve X.25 ağları veya IP ve IPX (Internet Packet Exchange) ağları birbirine protokol
dönüştürücüler yardımı ile bağlanabilir.
Protokol dönüştürücüler ağ içerisinde güvenlik duvarı oluşturmak amacı ile kullanılırlar. Güvenlik amacıyla
kullanılan
ve
'koruma
duvarı'
(firewall)
olarak
adlandırılan
sistemlerde
de
protokol
dönüştürücülerden
faydalanırlar. Koruma duvarı oluşturmak amacıyla protokol dönüştürücü kullanılması durumunda, protokol
dönüştürücünün görevi; protokol dönüşümü yapmak değil üzerinden geçen paketlerin kontrolünün yapılmasını
sağlamaktır.
Modemler
Modemler, bilgisayarlardan gelen sayısal sinyali analog sinyale (ses sinyali) veya iletişim hatlarından gelen analog
sinyali sayısal sinyale dönüştüren cihazlardır. Modem ismini, MOdülasyon ve DEModülasyon ifadelerinden almıştır.
Modemler, genellikle uzak mesafeler arası telefon hatlarını kullanarak iletişim kurmak için kullanılır.
Sayısal sinyalin uzak mesafelere iletimi, analog sinyale göre daha zordur. Çünkü sayısal sinyalde belli
mesafelerden sonra zayıflamalar ortaya çıkmakta bu da bazı verilerin kaybına neden olmaktadır. Diğer taraftan,
uzak mesafeler arası iletişimde kullanılan hatlar analog düzene göre ayarlanmıştır (telefon hatları gibi). Bu
hatlardan yararlanmak için gönderilen sinyalin analog olması zorunludur.
Bir bilgisayar ağından veya uzak bir bilgisayardan gönderilen sayısal sinyali alan modem, veriyi temsil eden
sayısal sinyali analog sinyale dönüştürür ve iletişim hattına gönderir (modülasyon). Modem, yaptığı bu işlem
nedeniyle 'verici' olarak düşünülebilir. Alıcı görevi yapan modem, analog formattaki verileri sayısal sinyale
dönüştürür (demodülasyon) ve alıcı taraftaki bilgisayar ağına veya bir bilgisayara iletir.
Çeşitli tipte modemler mevcuttur. Modemler farklı açılardan aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir:

Kullanılan hat tipi açısından Modemlerin sınıflandırılması: Dial-up modemler, Kiralık hatlarda kullanılan
modemler, Hususi modemler.

İletim uzaklığı açısından Modemlerin sınıflandırılması: Kısa mesafeli modemler, ses sınıfı modemler,
temelband (baseband) modemler, genişband modemler.

Senkronizasyon açısından Modemlerin sınıflandırılması: Asenkron modemler ve senkron modemler.

Çalışma şekli açısından Modemlerin sınıflandırılması: Tek yönlü (simplex) modemler, yarı çift yönlü (half
dublex) modemler, tam çift yönlü (full duplex) modemler.

Kullanılan modülasyon şekli açısından Modemlerin sınıflandırılması: Genlik modüleli modemler, Frekans
modüleli modemler, Faz modüleli modemler, TCM modemler.

Kullanılan transfer protokolü açısından Modemlerin sınıflandırılması: X modemler, Y modemler, Z
modemler.
A) Modemlerin Kullanılan Hat Tipi Açısından Sınıflandırılması
1.'Dial-up' Modemler:
Telefon hattı üzerinden manuel veya otomatik arama ve cevap verme kombinasyonlarının herhangi birisini
kullanarak
uçtan-uca
bağlantılar
gerçekleştirirler.
Bağlantıların
iki
telli
telefon
hatları
üzerinden
gerçekleştirildiğindial-up modemler, hızlı ve yüksek kaliteli iletimin olmadığı durumlarda tercih edilirler. İletimin
kalitesinin garanti edilmediği telefon şebekeleri üzerinden, modemler yardımı ile 33.6 Kbps ve 56 Kbps hızlarında
iletişim mümkündür. Telefon hatları kullanılarak daha hızlı iletişim için ISDN teknolojisi kullanılarak sayısal telefon
hattından faydalanılır. Sayısal telefon (ISDN) sistemleri kullanılarak modem üzerinden veri yanında ses ve resim
iletilmesi (videophone örneği) mümkün olmaktadır.
2. Kiralık / Hususi veya Adanmış Hat Kullanan Modemler:
Kiralık / Hususi veya Adanmış hat (genelde 4 tel) olarak isimlendirilen hatları kullanacak şekilde tasarlanan
modemler, basit uçtan-uca bağlantı veya çok uçlu bağlantı sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Özellikle kablo
ile
sağlanan
iletimde
yüksek
performansa
sahiptirler.
B) Modemlerin İletim Uzaklığı Açısından Sınıflandırılması
1. Kısa Mesafe Modemler:
Kısa mesafeler için kullanılan, basit yapıda ve ucuz olan cihazlardır. İletim yapılacak mesafeye karşı hassas olan,
mesafe uzaması durumunda oluşacak sinyal zayıflamasına karşılık sinyal yükselme devrelerinin ve oluşabilecek
gürültü bozulmalarını engelleyici düzeneklerin bulunmadığı modemlerdir. Kısa mesafe modemler, işaretleri analog
veya sayısal olarak iletebilirler. Analog olanlar, basit modülasyon teknikleri ile 9600bps-64kpps hızlarında iletim
sağlarlar ve basit devrelere sahiptirler.Sayısal kısa mesafe modemleri ise (hat sürücüleri) ileterek bilgiyi
modülasyon yapmadan yükselterek hatta yerleştirirler.
Doğrudan RS-232 portuna bağlanan ve küçük boyuta sahip olan sayısal modemler, DTE-DCE arabiriminin işaret
gerilimini kullanırlar.
2. Ses Sınıfı Modemler:
Uzun mesafeler için kullanıma uygun olan ve çok yüksek veri iletim hızlarına kadar iletimi destekleyen
modemlerdir. Karmaşık bir yapıya sahip bulunan ve bakımları zor olan ses sınıfı modemler, haberleşme kanalı
olarak kiralık veya dial-up hatları / kanalları kullanırlar.
3. Geniş Kanalı Modemler:
Yüksek hacimli iletişim ve bilgisayar ağları arasında yüksek hızlı bağlantılar için kullanılırlar.
C) Modemlerin Çalışma Şekli Açısından Sınıflandırılması
1.Tek Yönlü İletim Yapan Modemler (Simplex) :
İletimin yalnızca bir yönde gerçekleştiği, diğer bir deyişle veri iletiminin tek bir yönde yapılmasına müsaade
edildiği modemlerdir.
2.Yarı Çift Yönlü Modemler (Half-duplex) :
İletimin iki yönlü yapılmasına karşılık,aynı anda yalnızca bir yöne doğru iletimin mümkün olduğu iletimi
destekleyen modemlerdir.İki telli telefon hatlarında modemin hatta bağlanması ile iki ucun empedansının tam
olarak birbirine eşit olması durumu bozulur ve iletilen işaret geri yansımalar oluşabilir. Bunun önüne geçmek için
ek düzenekler (echo suppressor) kullanılır. Yan çift yönlü modemler tam-çift yönlü modem olarak kullanılabilirler.
3.Tam-Çift Yönlü Modemler (Full-duplex) :
İki yönlü iletime olanak tanıyan modemlerdir.Aynı anda hatta bulunan iki işaretin karışmasını engellemek için,
herbir işaret farklı frekans ile modüle edilmesi yanında yanki dengeleme (echo canceling) devreleri kullanılır.
D) Modemlerin Senkronizasyon Açısından Sınıflandırılması
1.Asenkron Modemler:
Düşük iletişim hızlarında (1800 bps'ye kadar), farklı frekanslarda ve FM modülasyonu kullanarak iletim
gerçekleştiren modemlerdir. Anahtarlamalı veya kiralık hatlar kullanılarak iletim gerçekleştiren asenkron
modemlerde, senkronizasyon için sinyal kullanılmaz ve iletilecek veriler bloklar (7 bit ABCII) halinden iletirler.
2.Senkrom Modemler:
İletişimde faz veya genlik modülasyonu kullanılan senkron modemler asenkron modemlere göre daha yüksek
hızlarda çalışırlar. Verinin bloklar halinde gruplandığı ve iletildiği senkron modemlerde, iletilen veriye 'saat-clock'
sinyali ile birlikte hata denetimi ve düzeltimi ile ilgili bitler eklenir.
E) Modemlerin Kullanılan Modülasyon Şekli Açısından Sınıflandırılması
Telefon hatları normalde analog olarak çalışırlar ve bant genişliği sınırlıdır. 300 Hz-3300 Hz bant genişliğine sahip
telefon hatlarından sayısal bilgilerin iletilmesi için, sayısal bilgilerin analog bilgiler şekline dönüştürülmesi ve
gerekli ise taşıyıcı sinyallere yüklenmesi gerekir. Bu işlem. 'modülasyon' olarak isimlendirilir. Modülasyon işlemi,
analog sinyalin genliği, frekansı veya fazı değiştirilerek gerçekleştirilir. Alıcı tarafında, taşıyıcı sinyalden iletilmek
istenen sinyalin ayrıştırılması işlemi 'demodülasyon' olarak isimlendirilir.
1. Genlik Modülasyonu Kullanan Modemler :
Sinüs
dalgası
şeklindeki
analoğ
sinyalin
genliğinin
değiştirilerek
modülasyon
işleminin
gerçekleştirildiği
modemlerdir. Sayısal '1' bilgisi için yüksek genlikli, sayısal '0' bilgisi için düşük genlikli sinüs dalgası kullanılır.
Genlik modülasyonu kullanmanın en büyük üstünlüğü; sayısal sinyallerden genlik modüleli sinyallerin elde
edilmesinin kolay olmasıdır. Sakıncaları ise; genlikteki değişimin band genişliğini sınırlaması ve genlikteki düşük
değişimlerin hissedilmemesidir. Bu sakıncalar nedeni ile, genlik modüleli modemlerin kullanımı sınırlıdır.
2. Frekans Modülasyonu Kullanan Modemler :
Taşıyıcı işaretin frekansının değiştirilerek sayısal '0' ve '1' değerlerinin iletildiği modülasyon tekniğini kullanan
modemlerdir. Frekans modülasyon yöntemi, 'frekans kaymalı anahtarlama' (frekans shift keying-FSK) olarak ta
bilinir. Band genişliği dar olan modemlerin en büyük sakıncası; hattan kaynaklanan bozulmaların sayısal
sinyallerin elde dilmesini zorlaştırmasıdır. Bu modemler, düşük hızlı asenkron iletişimde kullanılırlar.
3. Faz Modülasyonu Kullanan Modemler :
Sayısal işaretin iletilmesi için fazı birbirinden farklı sinüs sinyallerinin kullanıldığı modemlerdir. Sayısal '0' ve '1'
değerlerinin farklı frekanslarda hatasız olarak iletilmesi için, 'sürekli faz modülasyonu' ve 'farksal faz
modülasyonu' teknikleri olarak isimlendirilen alt faz modülasyon teknikleri kullanılmaktadır.
F) Modemlerin Kullanılan Transfer Protokolü Açısından Sınıflandırılması
1. X Modem Protokolü :
Veriyi bloklar halinde bölen ve her blogu sıra numarası ile tanımlayan bir protokoldür. Her blok bloğun sıra
numarasını ile birlikte 128 bayt veri ve 4 bayt hata kontrolü bilgisini (checksum) içerir. Alıcı olarak işlem gören
birim, gelen veriden hata kontrolü bilgisi üretir ve gelen hata bilgisi ile karşılaştırır. Hata bulunması durumunda
bloğun tekrar gönderilmesi talep edilir.
2. Y Modem Protokolü :
X Modem protokolüne göre daha hızlı iletişim yapabilen Y modem protokolü kullanılarak iletilen blok, 1024 bayt
veri ile 4 bayt hata kontrolü bilgisini içerir. Toplu halde dosya transferi yapılabilen Y modem protokolünde toplu
dosya transferi yapılabilir. Uzun dosya transferlerinde iletimin biteceği zaman hakkında bilgi veren dosya
uzunluğu bilgisi iletilebilir.
3. Z Modem Protokolü :
'Omen Teknoloji' firması tarafından geliştirilen ve ücretsiz olarak dağıtımı yapılan Z modem protokolünde veriler
16 bayt ile 1024 bayt arasında bir uzunluğa sahip olabilir. Protokol, kullanılan telefon hattı üzerinden iletilecek
bilginin uzunluğunun optimal değerini dinamik olarak hesaplar. 1 KBayt blok uzunluğu ile iletime başlayan
protokol, telefon hattının gürültü durumuna bağlı olarak blok uzunluğunu değiştirir. Uzun blok iletiminde veri
iletimi hızlı olmasına karşılık hata durumunda yeniden iletim gerektiğinden gecikmeler oluşabilir. Bağlantı
kesildiğinde bağlantıya kaldığı yerden devam edebilme özelliğine sahip Z modem protokolünde hata kontrolü için
8 bayt kullanılır.
Ortam Dönüştürücüler (Transcivers)
Farklı fiziksel arayüzlere sahip elemanların / düğümlerin birbirine bağlanmasını sağlayan elemanlar, 'ortam
dönüştürücü' olarak isimlendirilir. Bakır kablo kullanan 10 Base-T Ethernet ağını, fiber optik kablo kullanan 10
Base-F Ethernet ağına bağlamak veya AUI konnektör kullanan Ethernet'i, RJ 45 kullanan Ethernet'e
uygunlaştırmak için, 'ortam dönüştürücüler' kullanılır.
10 Mbps hızındaki Ethernet ağlarda kullanılan AUI (Atlachment User Interfase) ve 100Mbps Ethernet
uygulamalarında kullanılan MII (Media Independent Interface) arayüzleri standart olarak kabul edilmekte ve diğer
arayüzlere uyumu / dönüşümü sağlayacak 'ortam dönüştürücüleri' yaygın olarak piyasada bulunmaktadır.
Hub'lar
Ağı oluşturan ve kendisine bağlı olan bilgisayarlara paylaşımlı olarak kullanılan bir iletim ortamı sunan
arabağlaşım elemanları, 'Hub' olarak isimlendirilir (Şekil 7). 10 adet düğüme ve bir adet sunucuya sahip bir 'hub'
ile sağlanan band genişliğinin 10Mbps olması durumunda, her bir elemana düşen band genişliği 1Mbps olarak
bulunur.
HUB
ANAHTAR
Toplam ağ genişliği hub'ın hızı ile sınırlıdır. Hub'ın
band genişliğinin bir tane porta tahsis edilmesi nedeni
ile hub üzerinde kaç tane port olursa olsun, 10 Base-T
bir hub ile en fazla 10Mbps bant genişliği sağlanır.
Toplam bant genişliği anahtar üzerindeki port
sayısı ile belirlenir. 10 porta ve her port için
10Mbps band genişliğine sahip bir anahtar 10
Mbps bant genişliği sağlayabilir.
Yarı-çift yönlü (half-dublec) haberleşmeyi destekler.
Yapısı nedeni ile paylaşımlı hub'da çarpışmalar
(collision) ve çarpışmalar sonucunda paket kayıpları
oluşabilir.
Tam çift yönlü (Full dublex) haberleşmeyi
destekler. Bu nedenle, aynı hat üzerinden aynı
anda veri gönderilmesine ve veri alınmasına
imkan tanır. Bu özellik ağdaki trafik kapasitesini
ikiye katlar. Anahtar kullanılan bir ağda
çarpışmalar (collision) oluşmaz ve böylece paket
kayıpları meydana gelmez.
İki bilgisayar arasında olabilecek hub sayısı sınırlıdır.
Bir ağda bulunabilecek anahtar sayısında bir
kısıtlama yoktur. Ağlar, anahtar kullanılarak
istenildiği kadar genişletilebilir.
Paylaşımlı hub'larda port başına maliyet daha
ucuzdur.
Anahtarların performansının daha yüksek
olmasına karşılık, port başına maliyeti daha
pahalıdır.
Hub arabağlaşım elemanları, Ethernet ağlarında yaygın olarak kullanılırlar ve yayınlamalı iletişim ile küçük ölçekli
ağlar için uygun bir iletim ortamı sunarlar. 8, 12, 16 veya 32 porta sahip olarak üretilen Hub'lar iletişim tekniği
olarak
anahtarlarda
farklılık
gösterirler.Tabloda,
anahtar
ile
hub
karşılaştırılmakta
ve
genel
özellikleri
karşılaştırılmaktadır.
WAN Teknolojileri ve Internet
Daha önceki bölümlerde bahsedildiği üzere, 100 Km'den daha geniş bir alana yayılan ağlar, 'geniş alan ağlar'
(Wide Area Network - WAN) olarak isimlendirilir. WAN olarak isimlendirilen bir ağ, birbirlerine uzak konumda
bulunan LAN ve MAN'lar ile bunlar arasındaki bağlantıları içerir. WAN teknolojisi terimi ile; WAN oluşturmak için
kullanılan çeşitli elemanlar / protokoller / teknolojiler / kavramlar ile karşılaşılır. Modem, kiralık hat, çerçeve
anahtarlama (frame relay), ISDN, ATM, X.25, SMDS, xDSL, vb. kavramlar karşılaşılan protokollere / teknolojilere
/ kavramlara örnek olarak verilebilir.
WAN içerisinde kullanılan farklı teknolojilerin özellikleri, WAN'ın özelliklerini belirler ve WAN uygulamalarında
kullanılan yeni teknolojiler ile; yüksek hızlara erişebilmek ve düşük maliyet ile yeterli hizmet kalitesini (Quality of
Service) yakalayabilmek hedeflenmektedir.
WAN uygulamalarında, örnek olarak verilen veya bunlar dışında kalan teknolojilerden / protokollerden bir çoğu bir
arada kullanılabilir. Kullanılacak WAN teknolojinin çeşidine, uygulamanın özelliklerine, kullanıcının beklentilerine,
ilgili teknolojinin bulunabilirliğine ve maliyetine, sistemin geliştirilmesine, vb. faktörlere bağlı olarak karar verilir.
Çok geniş alana yayılan ağları tanımlayan ve çok farklı teknolojileri içeren WAN'ları farklı bakış açıları ile
sınıflandırabiliriz.
WAN'ları
sınıflandırarak,
sınıflandırma
ilgili
konuları
açıklarken
WAN
teknolojisini
de
detaylandıralım.
WAN Teknolojilerinin Sınıflandırılması
WAN'ın çok farklı konuları içermesi nedeni ile, WAN teknolojisini farklı bakış açıları ile sınıflandırmak mümkündür.
WAN teknolojisi üç farklı bakış açısı ile sınıflandırılabilir (Şekil 1) :
1. Alt-birimler arasındaki bağlantı durumuna göre,
2. Anahtarlama yöntemine göre,
3. Ağda oluşan topolojiye göre.
WAN'ların sınıflandırılması ile oluşan grupların genel özelliklerini tanımlayarak, WAN teknolojileri ile ilgili ilişkileri
açıklayalım.
1. Alt-birimler Arasındaki Bağlantı Durumuna Göre WAN'ların Sınıflandırılması:
Alt-birimlerin veya düğümlerin bağlantısına göre WAN teknolojileri iki gruba ayrılabilir: Noktadan-noktaya bağlantı
yöntemi ve bulut bağlantı yöntemi.
Noktadan-Noktaya Bağlantı Oluşturulması: Ağda bulunan iki düğüm arasında iletişimi sağlayan özel bir hat
yardımı ile bağlantının oluşturulduğu ağlardır. Bağlantıyı sağlayan hat, iki düğüm arasında özel olarak
oluşturulmuş bir hat olabileceği gibi, farklı kurumlardan (TT gibi) kiralanmış hatlarda olabilir. Noktadan-noktaya
bağlantı için en iyi örnek kiralık hatlardır.
Bulut Teknolojisi İle Bağlantı Oluşturulması: Düğümler arasında doğrudan bir hattın / bağlantının olmadığı,
iletişim
yapılmadan
önce
gerekli
bağlantının
kurularak
iletişimin
sağlandığı
ağ
yöntemidir.
İletişim
gerçekleştirildikten sonra oluşturulan bağlantı ortadan kaldırılır. Düğümler arasında bağlantıyı sağlayan hatlar,
bulut şeklinde algılandığı için bu isimle anılmaktadır. Bulut içerisinde bulunan hatlar, herhangi iki düğüm arasında
bağlantı oluşturmak için kullanılabilir. Bulut teknolojisi ile bağlantı oluşturan ağlara örnek olarak; X.25, ISDN, FR,
SMDS, vb. teknolojiler kullanan ağlar verilebilir.
2.Kullanılan Anahtarlama Yöntemine Göre WAN'ların Sınıflandırılması:
Anahtarlama yöntemini tanımlayan konular ile bulut teknolojisinin sahip olduğu özellikler birbirleri ile yakın
benzerlik gösterir. Anahtarlamalı ağlara örnek olarak; modemler ve telefon hatları kullanılarak gerçekleştirilen
veri iletimi ve ağ cihazları ile gerçekleştirilen iletişim gösterilebilir. WAN'larda kullanılan teknoloji, kullanılan
anahtarlama yöntemine göre üç gruba ayrılabilir:

Devre Anahtarlama Yöntemi (Circuit Switching).

Paket Anahtarlamalı Yöntemi (Packet Switching).

Hücre Anahtarlamalı Yöntemi (Cell Switching).
Üç farklı anahtarlama yönteminin sahip olduğu üstün yönler bulunmaktadır ve yapılan uygulamaya göre
kullanılacak anahtarlama yöntemine karar verilir.
Devre Anahtarlama Yöntemi : Aralarında iletişim gerçekleştirilecek iki düğüm arasında başlangıçta bir bağlantı
kurulması ve iletişimin kurulan bağlantı üzerinden yapıldığı iletişim yöntemidir. İki düğüm arasında bağlantı
kurulması işlemine en iyi örnek, telefon hatlarında konuşmanın sağlanabilmesi için yapılan işlemler verilebilir.
Telefon numarasını çevirerek bağlantı kurulması işleminden sonra konuşma işlemine geçilmesi gibi, devre
anahtarlamalı ağlarda düğümler arasında bir bağlantı kurulduktan sonra iletişim gerçekleştirilmektedir.
Çok farklı uygulamalarda kullanılması yanında, gerçek zamanlı (real time) ağ uygulamalarında; zaman duyarlı
işlemleri gerçekleştirmeye yönelik olarak devre anahtarlama yöntemi tercih edilmektedir. Devre anahtarlamalı
ağlarda, iki düğüm arasında bulunan çok sayıda bağlantıdan en uygun olanının seçilebilmesi olanağı
bulunmaktadır. Devre anahtarlama yönteminin diğer önemli bir özelliği; bağlantıyı sağlayan hat üzerinden
paketlerin veya hücrelerin sıra ile gönderilebilmesi ve gönderilen paketlere / hücrelere adres eklemek zorunluluğu
olamamasıdır.
Paket Anahtarlama Yöntemi : Bilgisayar ağlarında en yaygın kullanıma sahip anahtarlama teknolojisi, paket
anahtarlama
yöntemidir.
Paket
anahtarlama
yönteminde,
düğümler
arasında
iletilecek
bilgi
parçalara
(segmentlere) bölünür. Elde edilen her bir parçaya, bütün içerisindeki konumunu / yerini belirten bilgi ile birlikte,
gönderici ve alıcı düğümlerin adreslerini içeren bilgiler yerleştirilir. Bilgiyi oluşturan parçalar düğümler arasında
bulunan yollar üzerinden iletilirken, mesaj içerisinde bulunduğu sırayı takip etmek zorunda değildir. Alıcı düğüm
tarafından alınan paketler, paketlerdeki bilgileri kullanarak tüm bilgiyi elde etmeye yönelik işlemleri gerçekleştirir.
Paket anahtarlama yönteminde, düğümler arasında bulunan yollar farklı zamanlarda farklı düğümlere hizmet
etmek amacıyla kullanılabilir. Düğümlerin farklı WAN içerisinde bulunması durumunda, düğümler arasındaki
iletişim yapılacak yolun bulunmasında yönlendiricilerden faydalanılır. Düşük maliyetli ve esnek bir bağlantı hizmeti
sunan paket anahtarlama yönteminde, paketler düğümlerin sahip olduğu bağlantı kapasitesine, band genişliğine
ve bağlantı hızına bağlı olarak iletilirler.
Hücre Anahtarlama Yöntemi : Temel prensip olarak 'devre anahtarlama' yöntemine benzeyen 'hücre
anahtarlama' yönteminin en önemli özelliği; bilgi iletiminde kısa ve sabit uzunlukta hücrelerin kullanılmasıdır.
Hücre anahtarlama yönteminde; iletişim yapılacak birimler arasında sanal bir bağlantı kurularak, iletilecek bilgiler
küçük parçalar halinde, gönderici ve alıcı adreslerine ihtiyaç duyulmadan düğümler arasında iletilir. Bilginin
parçalarını taşıyan hücreler içerisinde, hücrenin takip edeceği sanal yol numarasını belirten numaralar bulunur.
Sanal numaralar, düğümler arasındaki bağlantı kurulma sırasında atanır ve bağlantının sona ermesi ile ortadan
kalkar. Hücre anahtarlama yöntemlerinin kullanıldığı ağlara en iyi örnek, ATM teknolojisidir. Hücre anahtarlama
yöntemi ile ses, veri ve görüntü iletimi mümkündür.
3. Kullanılan Topolojiye Göre WAN'ların Sınıflandırılması :
WAN teknolojileri, ağı oluşturan elemanların / arbağlaşım cihazlarının / düğümlerin oluşturduğu topoloji bakış
açısı ile, 'hiyerarşik topoloji' ve 'karmaşık/örgü topoloji' olarak iki gruba ayırabiliriz.
Hiyerarşik Topoloji : Hiyerarşik topolojide, ağın sahip olduğu band genişlikleri, anahtarlama kapasiteleri, vb.
özellikler daha etkin olarak kullanılabilir. Bir ağaç yapısına benzetilebilecek hiyerarşik topoloji ile bağlantı
oluşturulurken, köke yakın yerlere daha büyük kapasiteli elemanlar yerleştirilirken, daha düşük kapasiteli
elemanlar ve bağlantılar ağacın uç noktalarında tercih edilir.
Örgü Topolojisi :Ağ, yeni düğümlerin eklenmesinde sağladığı kolaylıklar ve 'paket anahtarlama' tekniğini
kullanan ağlarda tercih edilmesi nedeniyle geniş bir uygulama alanı bulan topoloji, örgü topolojisidir. Örgü
topolojisine en iyi örnek, İnternet teknolojisidir.
Uluslararası Ağ (INTERnational NETwork) sözcüklerinin kısaltılması ile oluşturulan Internet; birçok bilgisayar
sisteminin birbirine bağlı olduğu, dünya çapında yaygın olan ve sürekli büyüyen bir iletişim ağı şeklinde
tanımlanabilir. Daha teknik bir dille, Internet; TCP/IP protokolünü destekleyen ağların oluşturduğu bir büyük ağdır
diye açıklanabilir.
Internet'e, bakış açısına bağlı olarak farklı tanımlamalar yapılabilir. Internet, klasik yaşama biçimlerini ve değer
yargılarını değiştiren; insan yaşamına yeni kavramlar, yeni uğraşlar getiren bir olgu olarak tanımlanabilir. Yapılan
tüm tanımların arakesitinde yer alan konu; 'Bilgiye Ulaşım - Bilgiyi Paylaşım-Bilgiyi Kullanım kavramlarındaki
hızlılık
ve
sınırları
zorlamadır.
Internet teknolojisi yardımıyla pek çok alandaki bilgilere insanlar kolay, ucuz, hızlı ve güvenli bir şekilde
erişebilmektedir. İnternet, sanal bir dünya kurarak insanlar arasındaki ilişkileri değiştirmektedir. İnsanlar
arasındaki ilişkilerde yaş, cinsiyet, ırk, kültür, vb. unsurlar ortadan kalkmakta, sınırsız bir iletişim sağlanmaktadır.
Internet, milyonlarca insanın bilgi değişimi yapabildiği ve kendine has yazısız kuralları olan büyük bir topluluktur.
Pek çok yararlı bilginin bir tuşa basmak kadar yakın olduğu dev bir kütüphane olmasının yanında, kişilerin değişik
konularda fikirlerini serbestçe söyleyebilecekleri ortamlar barındıran bir demokrasi platformudur. Evden alış-veriş,
bankacılık hizmetleri, radyo-televizyon yayınları, günlük gazete servisleri vb. uygulamalar ve E-devlet ile sunulan
hizmetler
kapsamında
İnternet
aynı
zamanda
bir
hayat
kolaylaştırıcıdır.
Internet; TCP/IP protokolü ile desteklenen pek çok servis sunar. Örnek olarak, Internet erişimi olan bir kullanıcı,
sahip olduğu yetkilere bağlı olarak, Internet'e bağlı herhangi bir bilgisayardaki bilgilere erişebilir, eriştiği bilgileri
kendi bilgisayarına alabilir, kendi bilgisayarından Internet erişimi olan başka bir bilgisayara dosya / bilgi / mesaj
gönderebilir.
İçerik bakımından, Internet'in sunduğu hizmetler ve erişilebilen bilgiler bazen insan hayal gücünü zorlayacak
boyutlara ulaşmaktadır. Vizyondaki filmlerin kısa tanıtımlarını evimizdeki bilgisayara yüklenebilmekte veya
Amerikan Kongre Kütüphanesi'nde tarama yapılabilmektedir. TÜBİTAK'a bağlanıp yürütülen projeler ve destek
verilen konular ile ilgili bilgi alınabilmekte veya NASA servislerine bağlanarak son uydu fotoğrafları taranabilmekte
ve ek programlar yardımı ile görüntülü olarak telefon görüşmesi yapılabilmektedir. İnternet yardımı ile
marketlerden alışverişler yapılabilmekte, borsa / bankacılık işlemleri yerine getirilebilmekte, reklamlar ile şirketler
ürünlerini kolayca pazarlayabilmektedir. İnternet'in sundukları; kullanıcıların istekleri, hayal güçleri ve gelişen
İnternet teknolojisi ile devamlı artmaktadır.
Internet'in Tarihi Gelişimi
İnternet, Amerikan Savunma Bakanlığı tarafından 1969 tarihinde ARPANET isimli bir proje ile başladı. Bu projenin
amacı; hem silahlı kuvvetleri güvenli bir ağ ile birbirine bağlamak, hem de üniversiteler, silahlı kuvvetler,
araştırma kurumlar, vb. organizasyonlar arasında bilgi alışverişini güvenli, ucuz ve hızlı bir şekilde sağlamaktı.
Arpanet ilk kurulduğunda, California'daki üç bilgisayar ile Utah'taki bir bilgisayarı birbirine bağlıyordu. Bu projenin
başarıya ulaşması Amerika kıtasındaki tüm bilgisayarları birbirine bağlamak için yeni projelerin başlamasına ve
İnternet'in doğmasına neden oldu.
1983 yılında IP (Internet Protocol) kabul edildi ve Amerikan Savunma Bakanlığı tarafından standart haline
getirildi. Internete bağlanan her bilgisayar bu protokolü kullanmak zorundaydı ve bu protokol sayesinde her
bilgisayar Internete bağlanabiliyordu.
ARPANET'e giderek küçük ağların ve diğer kullanıcıların da bağlanması sonucu oluşan hızlı gelişmeye cevap
verebilmek için, 1980'lerin sonunda Ulusal Bilim Vakfı (National Science Foundation-NSF), Internet'te beş süper
bilgisayarı devreye soktu. Bu bilgisayarlar kullanıcıların isteklerini alıyor, bu bilgileri kullanıcılar için araştırıyor ve
bulduğu bilgileri tekrar kullanıcılara aktarıyordu. Bu bilgisayarlar zamanın en gelişmiş bilgisayarları olmalarına
rağmen, kısa bir süre içerisinde bu bilgisayarlar da yetersiz gelmeye başladı. NSF bunun üzerine 'NSFNET' adı
verilen yeni bir ağ kurdu ve ARPANET'in bütün bağlantıları NSFNET'e taşındı. Haziran 1990'da ARPANET resmen
kullanımdan kaldırılırken, ortaya çıkan yeni ağ tüm dünyadaki sayısız kullanıcıyı birbirine bağlayacak kapasiteye /
büyüklüğe ulaştı. Bu arada, ARPANET'de kullanılan TCP/IP protokolü geliştirildi ve bugünkü Internet protokolü
haline getirildi.
Türkiye'de Internet çalışmaları, Aralık 1991 tarihinde ODTÜ ve TUBİTAK ortak projesi olan TR-NET ile başlatıldı.
Yurtdışı bağlantı başvurusu Mart 1992 tarihinde NSF'ye (National Science Foundation) yapıldı ve teknik
çalışmaların sonucunda, 12 Nisan 1993'de Ankara-Washington arasında 64K'lik bağlantı ile Türkiye Internet ile
tanıştı.
Türkiye'nin Ankara, İstanbul ve İzmir olmak üzere Internete 3 çıkış noktası bulunmaktadır. Ankara-Ulus, İstanbulGayrettepe ve İzmir-Konak'da bulunan yönlendiriciler aracılığıyla Üniversitelerin ve Kamu kuruluşlarının yurtdışı
ile Internet bağlantıları gerçekleştirilmektedir.
Türkiye'de ve tüm dünyada Internete bağlı bilgisayar sayısı ve Internet'i kullanan kullanıcı sayısı hızla
artmaktadır. 1981 yılında 213 bilgisayara sahip olan Internet ağı, günümüzde dünya'da milyonlarca bilgisayar ve
kullanıcıya ulaşırken, Türkiye'de ise yüzbinlerle ifade edilen bilgisayar ve kullanıcıya ulaşmış durumdadır.
Internet'e Erişim Yöntemleri
Internete erişim / bağlantı, kurumlar veya üniversiteler üzerinden olabildiği gibi ticari olarak Internet hizmeti
veren kuruluşlar üzerinden de yapılabilmektedir. Internet'e bağlanmanın iki yöntemi bulunmaktadır:
1.
Atanmış
(dedicated)
bağlantı.
2. Telefon hattı ile (dial-up) bağlantı.
Atanmış bağlantı için; bir iletişim devresine ve IP yönlendiricisine ihtiyaç vardır. Ülkemizde, büyük ticari
kuruluşlar, kamu kurumları ve üniversiteler bu tür altyapılara sahiptirler.
Telefon hattı ile (dial-up) bağlantı için; bir adet telefon hattı, bir adet dial-up modem ve herhangi bir Internet
servis sağlayıcıdan-ISS (Internet Service Provider-ISP) alınacak bir kullanım hakkına gereksinim duyulur. Internet
servis sağlayıcılarına 822'li hatlarla erişilmektedir. Türkiye'de; Superonline, E-kolay, EfesNet, TurkNet, TTNet, vb.
şirketler Internet servis sağlayıcı görevi yapmaktadırlar.
Dial-up Internet bağlantısı için kullanılan iki protokol bulunmaktadır: Seri hat internet protokolü (Serial Line
Internet Protocol-SLP) ve Noktadan-noktaya protokolü (Point to Point Protocol-PPP). Her iki protokolde, TCP/IP
protokolü ile bilgisayarların birbirlerine bağlandığı protokollerdir.
İnternet'te Bulunan Programlar / Yazılımlar
İnternete olanaklara göre erişildikten sonra faydalanılabilecek hizmetlerden birisi, İnternet'te bulunan programları
/ arşivleri kullanabilmektir. İnternet ile erişilebilen bazı merkezlerde, herkese açık çeşitli bilgiler ve programlar
içeren arşivler bulunmaktadır. Bu bilgiler, bir konferansın kayıt formu olabileceği gibi, piyasadaki bir ürünün
tanıtım kılavuzu veya bir şirketi / şehri tanıtıcı bilgiler olabilir. Bilgi amaçlı dosyalar, düz yazı formatında
olabileceği gibi grafik / ses / animasyon özellikleri ile içeriği zenginleştirilmiş formatta olabilir.
İnternet ile erişilebilen bilgiler / programlar, ücretlendirme biçimi referans alınarak farklı şekillerde isimlendirilirler
ve sınıflandırılırlar. Bilgileri / programları kullanmak isteyen kişiler / kurumlar, kullanacakları bilginin/programın
sınıfına göre ücret ödemek zorundadırlar. Internet'te bulunan programlardan yaygın kullanıma sahip olanların
özelliklerini tanımlayalım.
Genel Kullanıma Açık Yazılımlar (Public Domain Software) : Program yazan kişilerin, yazdıkları programları
herkesin alıp ücretsiz kullanmasına izin verdikleri programlardır. Ancak, bazı durumlarda programın kullanımına
kısıtlama getirilebilir. Genel kullanımlı yazılımlarda, programın / bilginin tamamı değiştirilmeden üçüncü kişilere
kopyalanmalı, eğer söz konusu bilgi / program bir başka yerde kullanılacaksa gerekli izinler alınmalıdır.
Ücretsiz Yazılımlar (Freeware) : Ücretsiz yazılımlar, sınırsız olarak hiçbir ücret ödemeden kullanılabilecek
programlardır. Bununla beraber, bu sınıf içerisinde değerlendirilen programların ücretli olarak pazarlaması
yapılabilmektedir.
Geçici Ücretsiz Yazılımlar (Shareware) : Geçici ücretsiz yazılımlarda, 'yazılımı / programı kullan, eğer
beğenirsen ücretini öde' prensibi geçerlidir. Bu sınıfa giren bilgiler / programlar, izin verilen süre içerisinde
ücretsiz olarak kullanılabilir. Deneme süresi sonunda ihtiyaca göre, programın ücreti ödenerek kullanıma devam
edilebilir. Deneme yazılımlarına ait kaynak kodları verilmeyebilir. Bu kodlar programın ücreti ödendikten sonra
elde edilebilir.
Deneme Yazılımları (Tryware) : Bazı ticari şirketlerin, yeni geliştirdikleri yazılımların sınırlanmış sürümlerini
tanıtım veya denetim / deneme amacıyla ücretsiz olarak kullanıcıların hizmetine sunduğu yazılımlardır.
Yama Programlar (Patchware): Kullanılmakta olan bir yazılımın / programın hatalarını düzeltmek veya
programa yeni özellikler eklemek amacıyla, yazılım firmalarının geliştirdiği 'yama' programlardır. Esas programa
sahip olan kullanıcılar, 'yama' programı ücretsiz olarak kullanırlar.
Karpostal Yazılımları (Poscardware): Karpostal yazılımlarda sunulan hizmet güzel bir kartpostaldır. Karpostal
bir yazılımın kullanılması karşılığında yazılımı geliştirenlerin tek beklentisi kendilerine de bir karpostal
gönderilmesi ve teşekkür edilmesidir.
Internet ile Sunulan Temel Hizmetler
İnternet ile birbirinden bağımsız, birbirleri ile farklı özelliklere sahip ve değişik ihtiyaçlara cevap veren hizmetler
sunulmaktadır. Aşağıda genel özellikleri verilen bu hizmetleri kullanabilmek için, uygun programların bilgisayara
yüklenmesi ve uygun protokollerin kullanılması gerekir.
Elektronik Posta (E-mail):Internet'in en yaygın kullanılan hizmetlerinden olan E-mail hizmeti sayesinde,
İnternet adresine sahip herhangi bir kullanıcıya Elektronik posta yollanabilir. Elektronik postalar, sadece metin
içerikli olabilecekleri gibi, fotoğraf, resim, ses kaydı ve hatta video içerikli de olabilirler. E-posta tüm kurum ve
kuruluşlarda, zamandan ve paradan tasarruf sağlamaktadır. Elektronik posta için, POP (Post Office Protokol )
veya SMTP (Simple Mail Trasfer Protocol) olarak isimlendirilen protokoller kullanılmaktadır.
World Wide Web (WWW):'Dünya çapında ağ-WWW', Internet'te en yaygın kullanılan hizmetlerden birisidir.
Grafik özelliklerinin güçlü bir şekilde desteklendiği WWW yardımıyla, diğer tüm protokollere bağlanılabilir ve bir
arayüz yardımıyla tüm Internet servislerine erişilebilir.
WWW sistemi, bir istemci (client) ve bu istemcinin bağlandığı bir sunucudan (server) oluşur. Bunlara ek olarak,
web sayfalarını görüntülemek için yazılımlara / tarayıcılara (browser) ihtiyaç duyulur. 'Internet Explorer' ve
'Netscape', web ile en yaygın kullanılan yazılımlardır.
Internet'de yer alan bilginin sınırı yoktur. Bu bilgilere 'HTTP' (Hyper Text Terminal Protocol) Protokolü ile
erişilmektedir. HTML veya HTM uzantıları ile Web'de kullanılan dokümanlar, HTML dilinde yazılmış kod satırları
içerirler. HTML belgelerinin bir diğer özelliği; hypertext, yani doküman içinde ses, görüntü veya başlı başına bir
program (javascript) bulunabilme özelliğidir .
WWW, bilgiye ulaşmayı kolaylaştırmak için farklı 'bilgi arama/tarama' yöntemlerini içermektedir. 'Arama
motorları' olarak isimlendirilen yöntem, bunlardan birisidir. Araştırılan konu başlıklarının girildiği arama motorları,
tüm dünyadaki konu ile ilgili web sayfalarını tarayarak, bulunan sayfaları ekranda listelerler. Alta Vista, Yahoo,
Magellan ve Infoseek, goggle, vb. dünyada en çok kullanılan arama motorlarıdır.
Dosya Aktarma Protokolü (File Transfer Protokol-FTP) :Internet üzerindeki bilgisayarlar arasında
bilgi/dosya/program transfer etmede kullanılan bir hizmettir. Ağa bağlı ve FTP hizmetine sahip bilgisayarlar
arasında dosya/bilgi/program transferi yapılabilir. FTP hizmeti, Internet üzerinde serbest kullanıma açık
dosyaların bulunduğu bilgisayarlar yardımı ile gerçekleştirilir ve bu bilgisayarlar, 'FTP siteleri' olarak isimlendirilir.
TCP/IP protokolünü destekleyen bilgisayarların hepsinde FTP komutu bulunur. Bu komut aracılığıyla FTP sitelerine
bağlanılabilir. FTP sitelerine bağlanmak için; FTP <Internet adresi>, yada FTP <IP numarası> yazmak yeterlidir.
Uzak Terminal Erişimi-TELNET:Internet'e bağlantısı bulunan iki bilgisayar arasında, bir kullanıcının diğer
bilgisayara ''login'' olarak kullanabilme imkanını sağlayan bir haberleşme protokolüdür. Bunun için sistemin
tanıdığı kullanıcı ismi ve şifresinin bilinmesi gerekir. Telnet bağlantısı yapmak için; Telnet <Internet Adresi>, yada
Telnet <IP Numarası> yazılır.
İnternet Bağlantılı Konuşma (Internet Relay Chat-IRC):Internet üzerinde birden çok kişinin aynı anda
sohbet etmelerini sağlayan bir Internet servisidir. IRC yapmak için öncelikle Internet üzerinde bulunan IRC
Sunucularından (IRC Server) birisine bağlanmak gerekir. İletişimde karşılıklı bağlantının gerektiği ve kanal
kavramı ile bağlantının sağlandığı IRC'de, karşılıklı her görüşme bir kanal aracılığıyla gerçekleşir. Görüşme
esnasında klavyeden yazılanlar, dünyanın neresinde olursa olsun o kanaldaki tüm kullanıcılara ulaşır. Bir
kanaldaki tüm kullanıcılarla görüşme yapılabildiği gibi, herhangi bir kişiyle de özel olarak karşılıklı görüşülebilir.
Kanal sayısının sınırsız olduğu IRC'de, kullanılan dil genelde İngilizce olmasına rağmen, başka bir dilin
konuşulduğu (Türkçe dahil) özel kanallar da bulunmaktadır.
İnternet Protokolleri
Bilgisayar ağlarında bilgi iletimini ve paylaşımını yönlendiren kurallar, 'İnternet protokolleri' veya 'TCP / IP
protokol ailesi' olarak isimlendirilir. TCP/IP protokol ailesi başlıca iki grup içerir: 'İletişim kontrol protokolü'
(Transmission Control Protokol-TCP) ve 'İnternet protokolü' (İnternet Protokol-IP). Bu iki grup birlikte kısaca
'TCP/IP' olarak isimlendirilir.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), bilgisayarlar ile veri iletme/alma birimleri arasında
organizasyonu sağlayan, böylece bir yerden diğerine veri iletişimini olanaklı kılan pek çok veri iletişim protokolüne
verilen genel addır. Bir başka değişle, TCP/IP protokolleri; bilgisayarlar arası veri iletişiminin kurallarını belirleyen
protokoller grubudur. TCP/IP ailesini oluşturan protokollere örnek olarak; dosya alma/gönderme protokolü (FTPFile Transfer Protocol), Elektronik posta iletişim protokolü (SMTP-Simple Mail Transfer Protocol), TELNET
protokolü (Internet üzerindeki başka bir bilgisayarda etkileşimli çalışma için geliştirilen *login* protokolü), vb
protokoller verilebilir. Ayrıca, WWW ortamında birbirine link objelerin iletilmesini sağlayan 'Hyper Text Transfer
Protocol-HTTP' protokolü TCP/IP ailesinin üyesidir. TCP/IP ailesi içerisinde bulunan protokole özellikle farklı tipteki
bilgisayarları veya iş istasyonlarını birbirine bağlayan yerel alan ağlarında (LAN) yaygın olarak kullanılmaktadır.
TCP/IP protokol kümesinde yaklaşık 100 protokol bulunur. Setteki anahtar protokoller İletim Kontrol Protokolü
(TCP), İnternet Protokolü (IP) ve Kullanıcı Datagram Protokolü'dür (UDP- User Datagram Protocol). Uygulama
servisleri içinde uç temel protokol bulunmaktadır: Bunlar virtual terminal hizmeti veren TELNET Protokolü, Dosya
Aktarma Protokolü (FTP File Transfer Protocol) ve Basit Posta Aktarma Protokolü'dür (SMTP-Simple Mail Transfer
Protocol). Ağ yönetimi ise Basit Ağ Yönetim Protokol'ünce (SNMP-Simple Network Management Protocol)
sağlanmaktadır.
İletişim Kontrol Protokolü (Transmission Control Protocol - TCP): Internet'te kullanılan temel protokoldür.
Daha üst protokollerden aldığı çeşitli boylardaki mesajları 'aynı anda iki yönlü' (full-duplex) bağlantı kurarak
(connection-oriented) transfer eder. TCP; veri bloklarının daha küçük parçalara bölünmesi ile birlikte her bir
parçanın iletim sırasından sorumludur. Dosya transfer işlemlerinde TCP kullanılır.
TCP/IP; başından beri Yerel Ağ bağlantısı (LAN), Yerel ve Geniş Bölge Ağları (LAN-WAN) bağlantısı, bilgisayar ağı
yönetimi ve bilgi servisi sağlanması gibi yeni ortaya çıkan konulara da hitap etmektedir. Ağ yönetimi açısından
SNMP, İnternet'i oluşturan TCP/IP tabanlı ağların yönetiminde standart durumundadır. SNMP istemci/sunucu
(client/server) mimarisini kullanarak çeşitli ağ aygıtlarını işletmekte ve denetlemektedir.
TCP / IP protokolünde gerçekleştirilen işlemler, veri bağı katmanının üzerinden başlar. Daha alt katmanlarda
çalışan farklı teknolojiler TCP / IP protokolü tarafından sınırlandırılmadığından, Internet üzerinde yaygın olarak
kullanılan bir protokol olmuştur. TCP ve UDP protokolleri iletim katmanında yer alırken, IP ve ICMP protokolleri
OSI'nin Ağ katmanı seviyesine karşılık gelen işlemleri gerçekleştirirler.
İnternette kullanılan farklı protokollerin genel özelliklerini, kullanım yerlerini ve ISO/OSI modeline göre
gerçekleştirdikleri işlemleri detaylandıralım:
İnternet Protokolü (Internet Protocol - IP): Paket anahtarlama tekniği kullanan IP, yönlendirici üzerinde
çalıştığında, paketleri daha küçük parçalara bölebilir veya küçük parçaları birleştirebilir. 'IP datagram' olarak da
bilinen her paket, başına 'IP başlık' (IP header) eklenerek daha alt katmanlara iletilir. Ağ yapısına bağlı olarak,
gönderici ile alıcı arasında birden fazla yol olabilir. IP, paketleri 'dinamik yönlendirme tablolarına' bakarak
yönlendiriciler arasında ilerletir. Her yönlendirici, yönlendirme tablosuna bakarak bir sonraki yönlendiricinin
hangisi olduğuna karar verir. IP, ayrıca 'başlık kontrolüne' (header checksum) bakarak basit bir hata kontrolü
işlemi gerçekleştirir. Hata kontrolü işlemi yalnızca başlık kısmı için yapılır.
İnternet Kontrol Mesajı Protokolü (Internet Control Message Protocol - ICMP): IP protokolü ile birlikte
çalışır ve hata veya ağ kontrolü işlemlerini gerçekleştirir. Bağlantısız olarak çalışan IP protokolü, yanlış yol veya
bozulmuş ağ kontrolü yapamaz. ICMP protokolü, ağ seviyesindeki hataları ve veri aktarımını kontrol edip, bu
bilgiyi IP ve daha üst katmanlara bildirir.
Bir yönlendirici, hedef adresini bilmediği bir paket alması durumunda, göndericiye 'alıcıya erişilemiyor' (host
unreachable) mesajı gönderir. Mesajın alıcısına ulaşamamasının nedeni, hedef adrese sahip bir yol olmaması
olabilir.
'Ping' komutu; ICMP protokolünü kullanır. 'Echo', 'ping' komutuna gelen başarı cevabıdır. 'Ping' komutuna
karşılık; 'ulaşamadım' ya da 'yetersiz zaman' cevapları alınabilir.
Yönlendirme Bilgi Protokolü (Routing Information Protocol - RIP): Yol keşfetme amacıyla kullanılan bir
protokolüdür. RIP uygulamaları, belirli aralıklarla yönlendirme tablolarını ağ'a yayınlarlar. Çok popüler olmasına
rağmen, büyük ağlarda çok fazla trafik yarattığından dolayı tercih edilmemektedir.
Açık En Kısa Yol (Open Shortest Path First - OSPF): RIP'in dezavantajlarını yok etmek üzere geliştirilmiş bir
'hat durumu' (link-state) protokolüdür. Ağın sahip olduğu topolojiyi keşfedebilme yeteneğine sahiptir ve büyük
ağlarda kullanılmaktadır.
Kullanıcı Mesaj Protokolü (User Datagram Protocol - UDP): TCP'yle aynı işlemi gerçekleştiren ve bağlantısız
olarak çalışması nedeni ile verinin hedefine ulaştığını kontrol etmeden çalışan bir protokoldür. Bu özelliği
gerçekleştirmesine karşılık bağlantı kurmadan nedeni ile TCP'den daha hızlı çalışır. SNMP hizmetinde (basit ağ
yönetim protokolü) UDP kullanılır.
Adres Çözümleme Protokolü (Address Resolution Protocol - ARP). Internet protokolleri, bilgisayarların hem fiziksel
adreslerini hem de mantıksal IP adreslerini kullanarak çalışırlar. Kullanıcıların daha kolay hatırlamaları için
bilgisayarlara / kullanıcılara isim verilebilir ve bu adresler 'IP adresleri' olarak isimlendirilir. ARP, veri bağı
katmanında IP adreslerini fiziksel adreslere dönüşüm işleminde kullanılır.
Domain İsim Sistemi (Domain Name System - DNS): Uygulamalar için gerekli, isimden adrese dönüşüm
işlemini gerçekleştirir.
Dosya Aktarım Protokolü (File Transfer Protocol - FTP): Ağ içerisinde birbirine bağlı iki bilgisayar arasında
dosya / program aktarımı yapmak amacıyla kullanılır. FTP ayrıca login, dizin sorgulama, dosya kopyalama, komut
çalıştırma ve çeşitli kontrol fonksiyonları içerir. İşletim sisteminden bağımsız standart bir dosya kopyalama işlemi
yapar.
Basit Ağ Yönetim Protokolü (Simple Mail Transfer Protocol - SMTP): Ağdaki kullanıcılar arasında TCP ve IP
kullanarak posta göndermeye yarayan protokoldür. Kullanıcı arayüzü sağlamadığından dolayı bu iş için ayrıca bir
program kullanmak gerekir.
Uzak Terminal Kullanımı Protokolü (Remote Terminal Emulation - TELNET): Kişisel bilgisayarların,
terminal olarak çalışarak ağa bağlı diğer kullanıcılara / bilgisayarlara ulaşmasını sağlar. Farklı işletim sistemleri
arasında bağlantı kurmayı sağladığından dolayı çok yaygın olarak kullanılan bir protokoldür.
Ağ Dosya Sistemi (Network File System - NFS): TELNET ve FTP protokollerinden farklı olarak özel bir komut
bilgisi gerektirmeden farklı işletim sistemlerinin birbirlerinin dosyalarını kullanmasına olanak tanıyan bir
protokoldür. Kullanımını teşvik etmek amacıyla 'Sun Microsystems' bu protokolü herkese açık hale getirmiştir.
Internet'de Adres Kavramı
Internet'e bağlı her bilgisayarın kendine özgü bir adresi bulunur. 'Domain isim sistemi' (Domain Name SystemDNS) olarak adlandırılan hiyerarşik bir isimlendirme sistemi ile (Internet adresi), Internet'e bağlı bilgisayarlara ve
bilgisayar sistemlerine isimler verilir. Bir TCP/IP servis protokolü yapısında olan DNS, Intemet'e bağlı tüm
birimlerin yerel olarak bir ağaç yapısı içinde gruplandırılmasını sağlar. Bu şekilde, bütün adreslerin her yerde
tanımlı olmasına gerek kalmaz. Özet olarak, DNS'in işlevi; host adlarına karşılık gelen nümerik adresleri yani IP
numaralarını
bulmaktır.
Örnek
olarak;
Sakarya
Üniversitesinin
web
sayfasına
bağlanmak
için
'www.sakarya.edu.tr' yazdığımızda, DNS bu ada karşılık gelen IP numarasını bularak işlemler yapar.
TCP / IP'de kullanılan 32 bitlik adres bilgisi, 8 bitlik gruplara (baytlara) ayrılarak 4 bayt şeklinde tanımlanır. Her
baytlık bilginin bir desimal değeri vardır ve kullanılabilecek en küçük rakam 0 (bütün bitlerin 0 olduğu durum), en
yüksek rakam 255 (bütün bitlerin1 olduğu durum) olarak şekillenir. Internet ortamına bağlanılmasını sağlayacak
ağ adresleri merkezi bir birim (Internet Network Information Center - NIC) tarafından verilir.
Her bir Internet adresine 4 haneli bir numara karşılık gelir. 'a.b.c.d' şeklindeki bu numaralar, 'İnternet protokol
numaraları' IP (Internet Protocol number) olarak isimlendirilir. Burada; a, b, c ve d, 0-255 arasında değişen bir
tam sayıdır. (32 bit adresleme sistemi). Örnek olarak; 'sau.edu.tr' için bu numara 193.140.253.2 şeklinde olabilir.
İnternet'te kullanılan 32 - bitlik mantıksal adres iki kısma ayrılır: Adres alanının kaç bitinin ağı ve kaç bitinin
düğümü göstereceğine sistem yöneticisi tarafından karar verilir. İlk kısım bulunulan domain'in ağ adresini (NIC
tarafından verilir), son kısmı ise kullanıcı (host) numarasını (ağ yöneticisi tarafından verilir) belirtir. Bir bilgisayar
ağında bulunan düğümlerin sayısına bağlı olarak kullanıcı numarası için ayrılan kısmın daha büyük veya daha
küçük olması gerekebilir. Değişik ihtiyaçlara cevap verebilmesi açısından IP adresleri aşağıdaki şekilde
gruplandırılmıştır:

A Sınıfı Ağ Adresleri: 1.0.0.0 adresinden 127.0.0.0'a kadar olan aralığı kaplarlar. Her ağda yaklaşık 1 .6
Milyon bilgisayar bulunabilir.

B Sınıfı Ağ Adresleri: 128.0.0.0 adresinden 191.255.0.0 adresine kadar olan aralığı içerirler. 16065 ağ
adresi ve her ağda yaklaşık 65500 bilgisayar bulunabilir.

C Sınıfı Ağ Adresleri: l92.0.0.0 adresinden 223.255.255.0 adresine kadar olan aralıktaki adreslerdir. Her
biri 254 bilgisayardan oluşan yaklaşık 2 milyon ağ adresi barındırır.

D Sınıfı Ağ Adresleri: 224 ve 254 arasında kalan adresler, herhangi bir ağ tanımlamazlar, daha sonraki
kullanımlar için ayrılmıştır.
Internet'e bağlı her bilgisayar, şu veya bu şekilde kendisine bağlantı sağlayan bir servis sunucusuna veya
kurum'un ağına bağlıdır. Ağların birleşme yerlerinde, birden çok bağlantısı bulunan yönlendiriciler (routers)
bulunur.
Yönlendiricilerin
kollarında
bulunan
ağlara
ilişkin
bilgiler,
yönlendiriciler
arası
haberleşme
protokollerinden sabit tanımlamalardan belirlenir.
Internet'de Kullanılan Kısaltmalar
Internet'e bağlı kuruluşlar, kuruluşun yaptığı işe veya fonksiyonuna bağlı olarak değişik gruplara ayrılır ve bir
kuruluşun domain adresi, kuruluşun dahil olduğu grup ile ilgili kısaltmayı içerir. Internet adresi, özel amaçlı bir
İnternet servisine (ftp, gopher, www.vb) aitse, bu durum adresin başında kullanılan bir kısaltmayla verilir.Aşağıda
verilen liste, adreslerde kullanılan bazı kısaltmaları ve ne anlama geldiklerini göstermektedir .
Internet adresinde, adresin sonuna 2 harfli ülke tanıtım kodları (ABD ve Kanada ile geniş bir kitleye servis sunan
bazı birimler dışında) eklenir. Internet'de kullanılan bazı ülke kodları aşağıda sunulmaktadır.
tr
Türkiye
jp
Japonya
uk
İngiltere
it
İtalya
ch
İsviçre
ca
Kanada
ru
Rusya
id
Endonezya
nl
Hollanda
de
Almanya
fr
Fransa
il
İsrail
no
Norveç
se
İsveç
fi
Finlandiya
gr
Yunanistan
hr
Hırvatistan
yu
Yeni
Yugoslavya
br
Brezilya
bg
Bulgaristan
gov
Resmi kuruluşlar
edu
Eğitim kurumları. (Bazı ülkelerde ac
kullanılmaktadır.)
org
Ticari olmayan, kar amacı gütmeyen
kuruluşlar
com
Ticari kuruluşlar
mil
Askeri kuruluşlar
net
Servis Sunucuları (Internet Servis
Sağlayıcıları gibi).
int
Uluslararası organizasyonlar , kuruluşlar .
ftp
Arşiv Sitesi (ön ek).
www
World Wide Web Sitesi (bazen web de
kullanılır).
Internet'de Bant Genişliği
Bir birimin, bağlantılarında erişebileceği en yüksek hız, 'Bant Genişliği' olarak isimlendirilir. Band genişliği, iletim
ortamını kullanan birimler arasında paylaşılabilir. Bant genişliği, bir iletişim ortamının taşıyabileceği bilgi miktarını
gösteren bir ölçüdür. Örnek olarak, ses iletimi için bant genişliği, iletilebilen en yüksek ve en düşük frekanslar
arasındaki farktır. Bilgisayarlar arası haberleşme için bant genişliği ise; saniyede iletilen bit sayısı (bps, bit/san)
ile tanımlanır. Örnek olarak, 64 kilobit/saniye hızındaki bir iletim ortamından saniyede 64kbit=65556 bit (yaklaşık
8Kbps) iletebilir. Böyle bir hattın tam kapasite kullanımında 1 Megabaytlık bir dosya yaklaşık 2 dakikada
iletilebilir.
Bir hattın bant genişliğinin ne kadarının kullanıldığı, hattın 'kullanım oranı' (utilization) olarak isimlendirilir.
64kbps hızında bir hat 1 saat boyunca %100 'kullanım oranı' ile çalışırsa; 3600*64Kb'lik veri aktarımı yapabilir.
Yapılabilecek en yüksek veri iletim miktarının, iletilen veri miktarına oranı; 'kullanım oranını' yüzde cinsinden ifade
eder. Kullanım oranı ne kadar yüksekse hattı kullananların veri iletim hızları aynı oranda düşüktür.
İnternet İle Kullanılan Çeşitli Kavramlar / İşlemler
İnternet'te çok sayıda farklı kavram bulunması yanında çeşitli işlemler gerçekleştirilmektedir. Sık karşılaşılan
kavramlardan ve işlemlerden bir kısmını genel hatları ile özetleyelim.
1.Birleştirilmiş Servisler Sayısal Ağı - ISDN :
ISDN (Integrated Services Digital Network), özellikle normal telefon hatları (ve diğer bazı ortamlar) üzerinden
daha yüksek hızlı entegre ses (analog) ve veri (dijital) aktarılmasını sağlayan bir dizi iletişim protokolüne verilen
addır. ISDN'de, iletişim kurulan iki nokta arasında özel adaptörler kullanmak sureti ile 64kbps ve 128 kbps veri
iletim
hızlarına
(normal
hatlar
üzerinden)
çıkmak
mümkün
olmaktadır.
ISDN'de iki farklı hızda iletim mümkündür: Temel hız (Basic Rate) ve öncelikli hız (Primary Rate). Her iki seviyede
de, iki farklı tip kanal bulunur : B (bearer) kanalları ( birden çok sayıda) ve D (delta) kanalı (1 tane). B kanalları;
her türlü ses ve veri, bilgilerini taşırken, D kanalı; iletişimde kullanılacak kontrol ve yönlendirme bilgilerini taşır.
"Basic Rate" seviyesi daha çok evden kişisel kullanımlar ve küçük şirketlerin kullanımları için tasarlanmıştır ve iki
tane 64Kbps B kanalı ile 1 tane 16Kbps D kanalı içerir. Ulaşılabilecek en yüksek hız 128 Kbps olmaktadır.
"Primary Rate" seviyesi ise, daha yoğun kullanımlar için tasarlanmıştır ve 23 tane 64Kbps B kanalı (Avrupa için 30
tane) ve 1 tane 64Kbps D kanalı içerir. Ulaşılabilecek en yüksek veri iletim hızı 7 Mbps'e kadar çıkabilir.
Yeni geliştirilen BISDN (Broadband ISDN) teknolojisi, 'Frame Relay' teknolojisine alternatif olarak düşünülebilir.
ISDN kullanımı (özellikle evden kişisel bağlantılarda) önümüzdeki yıllarda çok daha fazla yaygınlaşacağı
beklenirken, alternatif yeni teknolojiler daha cazip çözümler / servisler sunmaktadırlar.
2. Frame Relay :
Frame Relay, verilerin çok yüksek hızlarda dijital ağlar üzerinden iletilmesini sağlayan bir teknolojidir. Veriler,
"Frame" olarak adlandırılan paketler halinde iletilir. Frame Relay, veri aktarımı süresince, kesintisiz ve sadece o
verinin iletileceği (dedicated) bağlantılar üzerinden yapılır. Bu nedenle ses ve veri iletişimi için pek uygun olmayan
Frame Relay'de, iletilen paketler için iletim sırasında hata kontrolü yapılmaz. Verinin iletileceği nokta hata
kontrolünden sorumludur. Hata kontrolünün yapılmaması nedeni ile, paket iletim hızları çok yüksektir ve yaklaşık
1.5-2MBit/saniye hızlarına çıkabilmektedir.
3.Internet Grubu (Internet Society) :
İnternet grubu (Internet Society-IS); 1992'de kurulan ve amacı internet ile ilgili yeni çalışmalar için yol
göstericilik olan, kar amacı gütmeyen (non-profit) bir kuruluştur. IS, Internet ile çalışmaları yönlendiren ve
denetleyen bir çok alt çalışma grubunu içermektedir: İnternet ile ilgili teknik konular 'Internet Architecture BoardIAB' tarafından yürütülmektedir. TCP/IP konusunda çalışmalar ise 'Internet Engineering Task Force-IETF'
tarafından yapılmaktadır. Ağ Teknolojileri ile ilgili çalışmalar 'Internet Research Task Force', IP adreslerinin
verilmesi ile ilgili çalışmalar 'Internet Assigned Numbers Authority' ve DNS ile ilgili konular 'Internet Registary
Grubu' tarafından yürütülmektedir.
4.Intranet :
Intranet, sadece belirli bir kuruluş içindeki bilgisayarları, yerel ağları (LAN) ve geniş alan ağlarını (WAN) birbirine
bağlayan, çoğunlukla TCP/IP tabanlı bir ağdır. Yani, Internet'in özel bir durumudur. Yönlendiriciler veya protokol
dönüştürücüler ile diğer ağlara bağlanabilen Intranet'te esas amaç, büyük bir kuruluş bünyesinde bilgileri ve bilgi
işlem kapasitesini paylaşmaktır. Intranet'ler, şirket(ler) içi tele-konferans uygulamalarında ve farklı birimlerdeki
kişilerin biraraya gelebildiği iş gruplarının oluşturulmasında da kullanılırlar.
Intranet'ler üzerinden HTTP, FTP, vb. pek çok protokol uygulamaları çalıştırılabilir. Günümüzde, Intranet'ler
içinde, Web erişimi ile kaynakların kullanımı oldukça yaygındır. Bazı şirketlerdeki intranet'lerden, güvenlik
sistemleri üzerinden Internet çıkışı yapılmaktadır.
5.Güvenlik Sistemleri (Firewall) :
Internet
Güvenlik
Sistemi
(Firewall);
İnternet
üzerinden
bağlanan
kişilerin,
bir
sisteme
girişini
kısıtlayan/yasaklayan ve genellikle İnternet servisi (ana internet bağlantısını sağlayan servis) olarak çalışan bir
bilgisayar ve üzerindeki yazılıma verilen genel addır.
Güvenlik sistemleri engelleme işini, sadece daha önceden kendisinde tanımlanmış bazı domainlere erişim yetkisi
(telnet, ftp, http, vb.) vererek yaparlar. Günümüzde, Internet Servisi veren makinalar oldukça karmaşık güvenlik
sistemleri ile donanmışlardır.
6.'Proxy' Servisleri :
'Proxy' servisi; (yardımcı servis-vekil servisi) İnternet üzerindeki yerel bir ağ (ya da internete bağlı bir bilgisayar)
ile, dış dünya arasındaki ilişkiyi sağlayan bir yardımcı geçiş sistemidir.Bir proxy servisi (sunucusu), kullanıcıdan
aldığı 'internet'ten bilgi alma' isteklerini yürütür ve sonucu iletir. Ancak, sunduğu bilgilerin bir kopyasını 'proxy'
sunucusu üzerinde tutar. Daha sonraki benzer isteklerde, kullanıcının istediği bilgiler doğrudan ilgili siteden değil
'proxy' servisinden gelir; dolayısıyla, iletişim daha hızlı olur. Internet'e erişim için mutlaka bir 'proxy' servisine
ihtiyaç olmamasına rağmen, en yakın noktadaki 'proxy' servisinin kullanılması internet erişimini hızlandırır.
Özellikle modemle internete erişilmesi durumunda 'proxy' servislerinin kullanılması performansı arttırır.
'Proxy' servisleri, uluslararası internet bağlantılarındaki yoğunluğu azaltmak, erişimleri hızlandırmak ve ağı daha
etkin kullanmak için çok yararlı araçlardır.
Download

indirmek için tıklayın