Bilgi Ağlarına Giriş

Bilgi Ağlarına Giriş
Yaşar Tonta
2005.03.01 - SLAYT 1
Plan
• Bilgisayar ağının tanımı
• Bilgisayar ağlarının sınıflandırılması /
Örnekler
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 2
“Ağ” tanımı
• (bilgisayar) ağ – iki ya da daha fazla birbirine
bağlı bilgisayar sisteminin oluşturduğu grup
group of two or more computer systems linked
together
• Konular
– Büyüklük – kaç bilgisayar?
– Topoloji – kablolar nasıl bağlı?
– Teknoloji – bağlı bilgisayarların birbiriyle iletişim
kurması nasıl sağlanıyor?
– Mimari – bağlı ve iletişim yeteneği olan bilgisayarlar
nasıl gruplanıyor?
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 3
Ağların Sınıflanması
Makineler
arası uzaklık
Makinelerin
bulunduğu yer
(aynı ...)
10 m Oda
100 m Bina
Yerel ağ (LAN)
1 km Kampus
10 km Şehir
Metropolitan
Ağ
100 km Ülke
1,000 km Kıta
10,000 km Gezegen
Geniş Alan Ağı
Internet
(Kaynak
Kaynak:: Tanenbaum, 1996)
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 4
Sınıflama – Fiziksel topoloji
Tam
Yıldız
...
...
Hat/”Bus”
...
20 bilgisayar
210 bağlantı
DOK 422 – Bahar 2005
Halka
...
2005.03.01 - SLAYT 5
Fiziksel Halka Ağın Özellikleri
• Tek sitede hem akıllı hem aptal aygıtları birbirine
bağlayan araçları işletmek ucuz ve kolay
• Her düğüm (node) çoklayıcı (repeater) görevi
görüyor
– Bit akışını yeniden yaratıyor
• Daha fazla düğüm => Daha çok gecikme
– Simgenin (token) dolaşımı daha uzun zaman alıyor
– Veri göndermek isteyen istasyonun uzun süre
bekleme olasılığı artıyor
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 6
Fiziksel Halka Ağın Avantajları
• İletim kapasitesi kullanıcılar arasında adil olarak
paylaşılıyor
• Merkezi bir aygıta bağımlılık söz konusu değil
• Hata yaratan düğümler kolayca belirlenebiliyor;
düşük hata oranı
• Alındı bilgisi veren mekanizmayı kurmak kolay
• Tüm düğümlere birden yayın yapmak kolay
• Halka çok yüklü olduğu zaman bile erişim
garantisi
• Yüksek iletim oranlarına ulaşmak mümkün
• Karışık iletim ortamları kullanılabilir
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 7
Fiziksel Halka Ağın Dezavantajları
•
•
•
•
•
•
Güvenilirlik tüm halkaya ve düğümlere bağlı
Yeni düğümler eklendiği sırada halka işlemiyor
Çoklayıcılar nedeniyle sinyal gecikmesi var
Çoklayıcılar normalde birbirine yakın olmalı
Kablo döşeme ve yönlendirme karmaşık
Bir hatalı istasyon arayüzü tüm halkayı
kullanılmaz hale getiriyor
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 8
Fiziksel Hat (bus) Ağın Özellikleri
• Tek iletişim kanalından meydana geliyor
• Her istasyon arayüze bağlı ve tekil bir donanım
adresi var
• Maksimum kablo uzunluğu
– Sinyalleme yöntemine (ör. analog, dijital)
– Sinyalleme hızına (veri oranları)
– Kablo türüne (fiziksel özellikler)
Göre değişir
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 9
Fiziksel Hat (Bus) Ağın Avantajları
• Basit düzen ve bağlantı kolaylığı
• Kablo hatalarının yerini belirlemek göreli olarak
daha kolay
• “Patlamalı” veri trafiğine daha uygun bir sistem
• Her bağlı aygıt kablodaki tüm veri trafiğini
görebildiği için bire çoklu veri ieltimi için ideal
– Sinyalleme normalde iki yönlü - nerede bağlı
olduğuna bakılmaksızın tüm istasyonlara gönderiliyor
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 10
Fiziksel Hat (Bus) Ağın
Dezavantajları
• Otomatik alındı belgesi yok
• Arayüzlerin akıllı olması gerekli
• Sinyallemenin iki yönlü olması güvenlik
riski oluşturuyor
– Diğer istasyonlardan gelen/diğer istasyonlara
gönderilen veri trafiği dinlenebilir
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 11
Fiziksel Yıldız Ağın Özellikleri
• En fazla kullanılan yerel ağ türü
• Merkezi bir yönlendirme sistemine (hub)
dayanıyor
– Çoklayıcı görevi görüyor - paketler tüm
port’lara yönlendiriliyor
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 12
Fiziksel Yıldız Ağın Avantajları
• Aptal terminaller / ağ arayüzleri için uygun
• Karışık iletim ortamları ve hızlar kullanılabilir
• Yüksek güvenlik mümkün – anahtarlamanın
kullanılması yoluyla
• Kablo hasarının etkisi sınırlı – terminaller
birbirinden bağımsız
• Hata yakalama ve izole etme kolay
• Son gelişmeler yüksek hızlara olanak sağlıyor
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 13
Fiziksel Yıldız Ağın Dezavantajları
• Kırılgan:
– Merkezi hub hataları
– çarpışma – birden çok istasyon aynı anda mesaj
göndermek isteyebilir
• Merkezi hub’da karmaşık teknoloji gerekli
– Son zamanlarda bu sorun azaldı çünkü piyasada
karmaşık teknolojiler kabul görmeye başladı
• Hub’ın büyüklüğü (port sayısı) ağ büyüklüğünü
sınırlıyor
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 14
Fiziksele karşı mantıksal topoloji
• Fiziksel bağlantıya bakılmaksızın, istasyonlar belirli
kurallara uyarak kendi aralarında iletişim kuruyorlar
• Topolojiler iki türlü:
– Fiziksel – fiziksel bağlantıyı belirler
– Mantıksal – Mantıksal bağlantıyı tanımlar
• Örnekler:
– hub bağlantısı:
• Fiziksel yıldız – tüm istasyonlar tek noktaya bağlı
• Mantıksal hat (bus) – ortam tüm noktalar tarafından paylaşılıyor
– Anahtar bağlantısı
• Fiziksel yıldız - tüm istasyonlar tek noktaya bağlı
• Mantıksal yıldız – istasyonlar eş zamanlı olarak birbiriyle iletişim
kurabilir
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 15
Sınıflama - Mimari
Eşli (Peer
(Peer--toto-peer
peer))
• tüm istasyonların
eşit hakkı var
•‘demo
‘demokkrati
ratikk’ ama
kontrolsüz
...
Đstemci - sunucu
• erişim sunucunun
kontrolünde
• hizmetler
yönetiliyor
DOK 422 – Bahar 2005
...
2005.03.01 - SLAYT 16
Yerel ağlar (LANs)
• Özel ağlar
– Kullanıcı örgütün yönetiminde
• Büyüklüğü/coğrafi kapsamı sınırlı
– Birkaç km.
– Ağ başına 10-100 kullanıcı
• Paylaşılan ortama/kolaylıklara erişim
– Veri iletim hızı 1-100Mbit/s
• Farklı ortamlar (medya)
– ör. Telefon kablosu, koaksiyel kablo, fiber optik,
kablosuz
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 17
Yerel ağ özellikleri (devamla)
• Farklı fiziksel topolojiler
– …En bilineni Ethernet
• Mesaj türleri:
– Tek alıcı (Unicast) (sadece hedef mesajı alıyor)
– Yayın (Broadcast) (her düğüm mesajı alıyor)
– Çoklu alıcı (seçilmiş düğümler mesajı alıyor)
• Yaygın kullanımlar:
– PC/iş istasyonu bağlantıları;
– Kaynak paylaşımı (ör. Depolama /yazıcılar);
– Bilgi değişimi.
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 18
Yerel ağ avantajları
• Kaynak paylaşımı
• Güvenilirlik/Sağlanabilirlik
– Birden çok sistem dağıtık işlevler / veri depolama
• Birden çok satıcı desteği
– Tek satıcıya kilitlenme söz konusu değil
• Uzaktan erişim
– Kullanıcı tek terminalle birçok sisteme erişebiliyor
– Aygıtın yeri konusunda esneklik
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 19
Yerel ağ dezavantajları
• Birlikte çalışabilirlik (Interoperability) garanti
değil
– yazılım, veri
• Gerektiğinden daha fazla aygıt ediniliyor
• Denetimin kaybolması
– Yönetimi ve standartları uygulamak daha zor
• Dağıtık uygulamalar (ör. Veri tabanları)
– Tutarlılık/gizlilik/güvenlik sorunları yaratabilir
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 20
Ethernet
• En baskın yerel ağ kurulumu
• Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection (CSMA/CD) sistemini
kullanıyor
– Anlamı aynı anda birden fazla terminal veri
iletebilir
– Çarpışma olduğunda veri yeniden gönderilir
– Yüksek kapasite açısından kötü!
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 21
Temel Ethernet türleri
Tür
Tanım
Uzunluk
10Base2
Đnce koaksiyel
200 metre
10Base5
Kalın koaksiyel
500 metre
10BaseT
Telefon kablosu
N/A (hub)
10BaseF
Fiber
N/A (hub)
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 22
Ethernet topolojileri
• Eski (10Base2 & 10Base5) Ethernet bus
topolojisinde bağlantı için koaksiyel kablo
kullanılır
• Hub’larda fiziksel yıldız topolojisi kurmak
için telefon kablosu ve fiber (10BaseT &
10BaseF) kullanılır
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 23
Ethernet veri oranları
• Temel Ethernet türleri 10Mbps hat hızı
sağlar
• Yeni Ethernet standartlarında daha yüksek
veri iletim oranları mümkün :
– Hızlı (Fast) Ethernet: 100Mbps
– Gigabit Ethernet: 1Gbps
• Bu tür teknolojiler yüksek hızlı
omurgalardan çoklu hub’lara ve büyük
yerel ağlara bağlantı amacıyla geliştirildi
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 24
Örnek - NRG
•Boyut
9 bilgisayar
Hub
Internet
•Topoloji
Topoloji
•Mimari
DOK 422 – Bahar 2005
Jack
Larry
Gobbles
Ted
Len
Crilly
Brennan
Hackett
Cartman
Gobbles
Jack
Cartman
Larry
Ted
Len
Crilly
Brennan
Hackett
2005.03.01 - SLAYT 25
Örnek - lmi.net
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 26
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 27
Özet
• Ağlaşma basit anlatımıyla aygıtların
birbiriyle iletişim kurmasına olanak
sağlama yolu
• Buna olanak veren araçlar ağlaşmayThe ı
karmaşık hale getiren unsur
• Topolojiler ağ aygıtlarının birbirlerine nasıl
bağlandıklarını tanımlar
• Ethernet yerel ağ kurulmasında kullanılan
en başat teknolojidir
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 28
Soru
• Yerel ağ teknolojisi/topolojisi planlarken
karar vermemizi etkileyen etmenler
nelerdir?
DOK 422 – Bahar 2005
2005.03.01 - SLAYT 29