Bilgisayar ağları, düğümlerin ortak kaynakları paylaşmasına olanak tanıyan dijital telekomünikasyon ağlarıdır. Burada düğümden kastımız ağı oluşturan temel bileşenlerdir: router, switch, firewall, server, client … (Server ve client son nokta (end point – end hosts) olarak adlandırılır.
Client, server tarafından sunulan hizmete erişim sağlayan her türlü cihaz olabilir. Zaman zaman istemci ve sunucu yer değiştirebilir, yani istemci tarafı sağladığı hizmete göre bir anda sunucu olarak da adlandırılabilir. Örneğin, airdrop kullanarak arkadaşınızın telefonuna veri aktardığınızda sizin telefonunuz server karşı taraf ise client olur.
Switch: LAN (Local Area Network) içerisinde düğümlerin birbirlerine bağlanabilmeleri için kullanılan aracı bir cihazdır. Genellikle 24’ten fazla giriş noktası (port) barındırırlar. Doğrudan internete gidemezler. Cisco Catalyst serisi örnek olarak verilebilir.
Router: Ağlar arası veri iletişimini sağlayan yegane cihazlardır. Switch’lere nazaran daha az giriş noktası barındırırlar. Cisco ISR serisi örnek olarak verilebilir.
Firewall: İnternet ağlarına gelen ve giden trafiği filtrelememize olanak sağlayan cihazlardır. Router ile internet arasına veya switch ile router arasına yerleştirebiliriz. Trafiğin akışını firewall içerisinde kurallarla yapılandırarak kontrol edebiliriz. Next Generation firewall’larda IDS-IPS gibi ek savunma sistemleri de barındırılır. Bu tür firewall’lara örnek olarak Cisco ASA ve Firepower serileri verilebilir. Firewall’lar nerede bulunduklarına bağlı olarak ikiye ayrılırlar:
- Network Firewall: Donanımsal olarak bulunan doğrudan ağdaki trafiği filtreleyen cihazlardır.
- Host-based Firewall: Yazılımsal olarak doğrudan end point cihazlarda bulunan ve cihaza gelen trafiği filtreleyen cihazlardır.
Not: Network firewall bulunsa dahi pratikte doğru bir savunma için her cihazda host-based firewall’da bulunması önerilmektedir.
Bahsettiğimiz ağ cihazlarının birbirleriyle iletişim kurması Ethernet standartları çerçevesinde gerçekleşir. Ethernet standartları ağ cihazları arasındaki iletişimi belirleyen kurallar bütünü olarak da isimlendirilebilir.
Ethernet standartları IEEE 802.3 koduyla belirtilmiştir. IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) standartları belirleyen kurumdur. Fiziksel ve yazılımsal bileşenler üzerine standartlar belirleyebilir, bu standartlar sayesinde ağ cihazları sorunsuz şekilde haberleşmeyi sağlayabilirler.
Ağ dünyasında hızlar bit’ler ile ölçülür. Disklerde ölçümler bayt’lar üzerinden yapılır. Bir bayt 8 bitten oluşur.
- 1 Kilobit: 1.000 bit
- 1 megabit: 1.000.000 bit
- 1 gigabit: 1.000.000.000 bit
- 1 terabit: 1.000.000.000.000 bit
| Hız | Bilinen ismi | IEEE Standart | Resmi ismi | Maks uzunluğu |
| 10 Mbps | Ethernet | 802.3i | 10BASE-T | 100 m |
| 100 Mbps | Fast Ethernet | 802.3u | 100BASE-T | 100 m |
| 1 Gbps | Gigabit Ethernet | 802.3ab | 1000BASE-T | 100 m |
| 10 Gbps | 10 Gig Ethernet | 802.3an | 10GBASE-T | 100 m |
Ethernet standartlarında kullanılan bakır kablolar UTP (Unshielded Twisted Pair), Korumasız Bükümlü Çift kablolardır. Korumasız kelimesi tellerin elektriksel parazitlenmeye karşı savunmasız olmasından kaynaklanır.
UTP Kablolar RJ-45 (Registered Jack) adı verilen sonlandırıcı bir konnektör ile biterler.
Not: 10BASE-T ve 100BASE-T 8 kablonun tamamını da kullanmazlar. 1-2 ve 3-6 no’lu kabloları iletim ve geri alım için kullanırlar. 1000BASE-T ve 10GBASE-T tüm kabloları kullanılırlar. Kullandıkları çiftler sırasıyla 1-2, 3-6, 4-5, 7-8’dir. Bu çiftler Tx veya Rx diye adlandırılmazlar, hem alıcı hem de verici rolünü alırlar. Bu sayede 10BASE-T ve 100BASE-T’ye nazaran çok daha yüksek hızlara çıkabilirler.
Not: Switch’ler 1-2 no’lu pinleri Rx (alıcı), 3-6 no’lu pinleriyse Tx (verici) olarak kullanır. Switch dışındaki bilgisayar ve router gibi son nokta cihazları ise bunun tam tersini (1-2 Tx, 3-6 Rx) uygularlar.
Farklı kablo çiftlerinin kullanılmasındaki yegane sebep Full Duplex (aynı anda veri iletimi ve alımı yapılabilmesi) içindir.
Eğer bir cihaz Switch’le bağlantı kuruyorsa Straight-through (Düz kablo) kullanır. Eğer bir switch başka bir switch’e bağlanıyorsa Crossover (Çarpraz) kablo kullanır. Yani tüm ağ cihazlarında geçerli olmak üzere eğer iki tarafta da aynı pinler kullanılıyorsa Crossover, farklı pinler kullanılıyorsa Straight-through kablo kullanılır. Ancak yeni nesil birçok ağ cihazı beraberinde Auto MDI-X özelliğiyle beraber gelir. Bu özellik cihazlar arasında istediğiniz kabloyu kullanmanıza olanak tanır.
UTP kablolar LAN için yeterli sayılabilir fakat kıtalar arası kablolama da sınıfta kalacaktır. Bundan ötürü uzun mesafeli kablolama için iyi bir seçenek olan fiber-optik kablolar tercih edilir.
Fiber kabloları router’a takmak için SFP Adı verilen bir modül kullanılır. SFP’ye fiber konnektörü takılır ve iletim bu sayede gerçekleştirilir.
Fiber kablolama da her bir kablonun içerisinde iki ayrı tel bulunur. Bunlar anlaşılabileceği üzere Tx ve Rx telleridir. Tx karşı tarafın Rx pinine, Rx’de karşı tarafın Tx pinine bağlıdır.
Fiber kabloların yapısında,
- Fiberglas çekirdeği. Veri bu kısımdan aktarılır.
- Işığı yansıtan kaplama (cladding)
- Fiberglasın kırılmasını önleyen tampon
- Kablonun dış kılıfı
Fİberoptik kablolarda kendi içlerinde ikiye ayrılırlar.
- MMF (Multi-mode)
- SMF (Single-mode)
Ortadaki kısım çekirdeği, mavi kısım ise kaplamayı ifade eder.
Single-mode (alttaki) çok küçük bir çekirdeğe sahip olduğu için ışık kırılmadan uzun mesafeler boyunca ilerleyebilir. Multi-mode kablolar daha kısa mesafelerde tercih edilir, single-mode kablolara nazaran daha ucuzdur. Çünkü single-mode kablolarda Lazer tabanlı vericiler tercih edilirken multi-mode kablolalarda LED tabanlı ucuz vericiler kullanır.
| Resmi adı | IEEE Standart | Hız | Kablo tipi | Maks uzunluğu |
| 1000BASE-LX | 802.3z | 1 Gbps | Single-mode ve Multi-mode | MM: 550m SM: 5km |
| 10GBASE-SR | 802.3ae | 10 Gbps | Multi-mode | 400m |
| 10GBASE-LR | 802.3ae | 10 Gbps | Single-mode | 10 km |
| 10GBASE-ER | 802.3ae | 10 Gbps | Single-mode | 30 km |
Kullandığım packet tracer sürümünde soldan sağa doğru düz kablo, çarpraz kablo, single-mode fiber ve multi-mode fiber Connections bölümünden seçilebiliyor.
Oluşturduğum packet tracer simülasyonunda end point cihazlar ile switch’ler arasında düz kablo, switchleri kendi aralarında çarpraz kablo, switch’leri router’a bağlarken çarpraz kablo, router’ları bağlarken mesafeyi göz önüne alarak, R1-R2 arasında UTP (çarpraz kablo), R4-R3 arasında multi-mode fiber ve R1-R3 arasında single-mode fiber kablo kullandım.
Son olarak,
| Özellik | UTP (Bakır) | Fiber-Optik |
|---|---|---|
| Maliyet | Daha düşük maliyet. RJ45 portları ve ekipmanları ekonomiktir. | Daha yüksek maliyet. SFP portları ve modülleri (özellikle SMF) pahalıdır. |
| Maksimum Mesafe | Kısa mesafe (~100m sınırına sahiptir). | Çok daha uzun mesafeleri destekler (kilometrelerce). |
| Gürültü / Parazit (EMI) | Elektromanyetik parazitlere (EMI) karşı savunmasızdır. | Işık sinyali kullandığı için EMI parazitlerinden tamamen yalıtılmıştır. |
| Güvenlik (Sinyal Sızıntısı) | Kablo dışına zayıf bir sinyal yayar, bu durum sinyalin kopyalanma riskini doğurur. | Kablo dışına herhangi bir sinyal sızdırmaz, bu nedenle dinlenmesi imkansızdır. |
şeklinde karşılaştırabiliriz.
