22 Mart 2009 Pazar
DNS sistemi ve uygulamaları
İnternet ağını oluşturan her birim sadece kendine ait bir IP adresine sahiptir. Bu IP adresleri kullanıcıların kullanımı için www.site_adı.com gibi kolay hatırlanır adreslere karşılık düşürülür. DNS sunucuları, internet adreslerinin IP adresi karşılığını kayıtlı tutmaktadır. Sistem makine isimlerini IP adreslerine, IP adreslerini ise makine isimlerine çevirir. Bir DNS istemci bir bilgisayarın ismine karşılık IP adresini bulmak istediği zaman isim sunucuya başvurur. İsim sunucu, yani DNS sunucu da eğer kendi veritabanında öyle bir isim varsa, bu isme karşılık gelen IP adresini istemciye gönderir. DNS veritabanına kayıtların elle, tek tek girilmesi gerekir. DNS üstlendiği görev gereği hızlı olmak zorundadır. Bu yüzden sorgulamalar 512 byteden küçük ise UDP üzerinden çalışacaktır.İnternet adresleri ilk önce ülkelere göre ayrılır. Adreslerin sonundaki tr, de, uk gibi ifadeler adresin bulunduğu ülkeyi gösterir. Örneğin tr Türkiye'yi, de Almanya'yı, uk İngiltere'yi gösterir. ABD adresleri için bir ülke takısı kullanılmaz çünkü DNS ve benzeri uygulamaları yaratan ülke ABD'dir. Öte yandan, ABD'ye özel kuruluşlar için us uzantısı yaratılmıştır. İnternet adresleri ülkelere ayrıldıktan sonra com, edu, gov gibi daha alt bölümlere ayrılır. Bu ifadeler DNS'de üst düzey (top-level) domainlere karşılık gelir. Üst düzey domainler aşağıdaki gibidir: com : Ticari kuruluşları gösterir. edu : Eğitim kurumlarını gösterir. org : Ticari olmayan, hükümete de bağlı bulunmayan kurumları gösterir. net : Internet omurgası işlevini üstlenen ağları gösterir. gov : Hükümete bağlı kurumları gösterir. mil : Askeri kurumları gösterir. num : Telefon numaralarını bulabileceğiniz yerleri gösterir. arpa : Ters DNS sorgulaması yapılabilecek yerleri gösterir. Bu isimlere yakın zaman önce biz veya tv gibi isimler da eklenmiştir. Önümüzdeki dönemde ise istediğimiz uzantıları kullanabileceğiz. Alan isimleri, ağaç yapısı denilen ve belli bir kurala göre dallanan bir yapıda kullanılmaktadır. Amerika haricinde, internete baglı olan tüm ülkelerdeki adresler, o ülkenin ISO3166 ülkekodu ile bitmektedir. Türkiye'deki tüm alt alan adresleri, .tr ile bitmektedir. Örneğin; marine.ulakbim.gov.tr adresinde: tr Türkiye'yi, gov alt alanın devlet kurumu olduğunu, ulakbim bu devlet kurumunu marine bu kurumda bulunan bir makineyi göstermektedir.
DHCP protokolü ve uygulamaları
DHCP (DINAMIK HOST YAPILANDIRMA PROTOKOLU)BOOTP disksiz client lerde start edildigi zaman TCP/IP yapilandirilmasi otomatik olarak yapilir. DHCP protokolu BOOTP protokolunun devamidir. DHCP , Dhcp kullanmak uzere yapilandirilmis bilgisayarlara merkezi ve otomatik olarak ip adresi atanmasi ile tcp/ip bilgilerinin yapilandirilmasini saglar.ve bunlarin yonetilmesini saglar. DHCP nin uygulanmasi manuel olarak ip adresinin verilmesi nedeniyle ortaya cikan bazi problemlerin elimine edilmesini saglar.DHCP client'i her start ettigi zaman bir DHCP sunucusundan IP adresi bilgisi ister.Bu istek sunlari icerir.IP adresiSubnet Maskİstege bagli secmeli degerler; Default gateway, dns sunucusu ve netbios isim sunucusu(WINS) adresi gibi.DHCP sunucusu bu istegi aldigi zaman İp adresi isteyen client'e kiralamak uzere database'inde tanimlanmis olan adres pool'unda tanimlanmis ip adres bilgilerinden birini secer ve isteyen client'e teklif eder. Eger client bu teklifi kabul ederse ip adresi bilgisi belli bir zaman periyodu icin bu cliente kiralanir.Eger DHCp sunucusu ip adres pool'unda client'e kiralanabilecek bir ip adresi bilgisi yoksa , client tcp/ip ile yapilandirilamaz ,ve tcp/ip networkunu kullanamaz.EL ILE VE OTOMATİK TCP/IP YAPILANDIRMASI:DHCP sunucusu kullanarak yapilandirmanin faydalarini anlamak içinTCP/IP YAPILANDIRMASININ MANUEL OLARAK YAPILMASI:Manuel olarak ip adresinini verilmesinden meydana gelen sorunlar;1. kullanici network yöneticisinden dogru ip adresi almak yerine kolaylikla rastgele bir ip adresi kullanabilir. Yanlis bir adres kullanarak kaynagi cok izlenebilen bir network sorununa sebep olabilir.2. ip adresini , subnet maskini veya default gateway'i yanlis yazmasi haberlesmede sorunlar meydana getirir.default gateway'i veya subnet maski yanlis yazmasi ip adresi cakismasina neden olabilir.3. bilgisayarin bir subnet den diger subnete sık sık yer degistirmesi halinde yonetim maliyetini arttirmakta ve surekli yapilandirmaya mudahele gerekmektedir. Ornegin yeri degistirilen bilgisayarin yeni tasindigi yerde haberlesebilmesi için ip adresi ve subnet maski degistirilmelidir.TCP/IP YAPILANDIRMASININ OTOMATIK OLARAK YAPILMASI :DHCP kullanarak otomatik olarak IP yapılandirması yapıldıginda ;1. kullanicilar ip adresi yapilandirmasinda gerekli olan ip adresi bilgisi icin network yonetici mudahelesine gerek duymazlar.DHCP sunucusu clientlerin ip yapılandirmasi için gerekli olan tüm ip adresi yapilandirma bilgisini otomatik olarak saglarlar.2. DHCP sunucusunun sagladıgı dogru kurulum bilgisi dogru yapilandirmadan emin olmayi saglar. Network problemlerini izleme sorununun bircogunu elimine edecektir.DHCP NASIL CALISIR ?DHCP sunucusu DHCP clientini dort asamada yapilandirir;IP kiralama istegi;Client broadcast yolu ile network deki DHCP sunucularina beli sure kiarlamak için ip adresi bilgisi istegi gonderir.IP kiralama teklifi;İstegi alan tum DHCP sunuculari uygun olan ip adresi kiralama teklifini client'e sunarlar.Kiralanacak Ip secimi;Client(istemci) broadcast yolu ile DHCP sunucularindan aldigi ilk belli sure icin ip adresi kiralama teklifinden uygun ip adresleme bilgisini secerIP kiralama onayi;İstege cevap veren DHCP sunucusu disindaki diger DHCP sunuculari tekliflerini geri alir. İp adresleme bilgisi istemciye tahsis edilir ve istemciye onay gönderirlir. İstemci Tcp/Ip protokolunu baslatmayi ve yapilandirmayi bitirir. Otomatik kurulum islemi tmamalandiginda istemci TCP/IP servislerini ile yardimci araclarini normal network haberlesmesi ve diger hostlarla iletisim kurmak için kullanabilir.
TCP ve UDP protokolleri
UDP, TCP / IP protokol grubunun iki aktarım katmanı protokolünden birisidir.
Gelişmiş bilgisayar ağlarında paket anahtarlamalı bilgisayar iletişiminde bir datagram modu oluşturabilmek için UDP protokolü yazılmıştır. Bu protokol minimum protokol mekanizmasıyla bir uygulama programından diğerine mesaj göndermek için bir prosedür içerir. Bu protokol 'transaction' yönlendirmelidir. Paketin teslim garantisini isteyen uygulamalar TCP protokolünü kullanır.
Geniş alan ağlarında (WAN) ses ve görüntü aktarımı gibi gerçek zamanlı veri aktarımlarında UDP kullanılır.
UDP bağlantı kurulum işlemlerini,akış kontrolü ve tekrar iletim işlemlerini yapmayarak veri iletim süresini en aza indirir.
UDP ve TCP aynı iletişim yolunu kullandıklarında UDP ile yapılan geçek zamanlı veri transferinin servis kalitesi TCP'nin oluşturduğu yüksek veri trafiği nedeniyle azalır.
OSI Başvuru Modelinde UDP' nin yeri
UDP'yi kullanan genel protokoller DNS, TFTP, ARP, RARP ve SNMP protokolleridir. Uygulama programcıları birçok zaman UDP' yi TCP' ye tercih eder.Çünkü ağ üzerinde fazla bant genişliği kaplamaz.
UDP güvenilir olmayan bir aktarım protokolüdür. UDP protokolü ağ üzerinden paketi gönderir ve gidip gitmediğini takip etmez ve paketin yerine ulaşıp ulaşmayacağına onay verme yetkisi yoktur.
UDP protokolü basit bir protokol olduğu için hızlı iletişim kurmamız gereken yerlerde kullanmamız yararımıza olacaktır. Buradaki basitlikten kasıt TCP protokolü gibi verinin gönderilmesi gibi kontrolleri içermediği içindir. UDP protokolünü kullanan programlara örnek olarak 161 no' lu portu kullanan SNMP servisini verebiliriz.
UDP datagramların belirli sıralara konmasının gerekli olmadığı uygulamalarda kullanılmak üzere dizayn edilmiştir. TCP’de olduğu gibi UDP’ de de bir başlık vardır. Ağ yazılımı bu UDP başlığını iletilecek bilginin başına koyar. Ardından UDP bu bilgiyi IP katmanına yollar. IP katmanı kendi başlık bilgisini ve protokol numarasını yerleştirir (bu sefer protokol numarası alanına UDP’ ye ait değer yazılır). Fakat UDP, TCP’nin yaptıklarının hepsini yapmaz. Bilgi burada datagramlara bölünmez ve yollanan paketlerin kaydı tutulmaz. UDP’ nin tek sağladığı port numarasıdır. Böylece pek çok program UDP’ yi kullanabilir. Daha az bilgi içerdiği için doğal olarak UDP başlığı TCP başlığına göre daha kısadır. Başlık, kaynak ve varış port numaraları ile kontrol toplamını içeren tüm bilgidir
2. UDP ile TCP 'nin farkları
UDP; gönderilen paketin yerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmediğinden güvenilir olmayan bir protokoldür. "User Datagram Protocol" un TCP'den farkı sorgulama ve sınama amaçlı, küçük boyutlu verinin aktarılması için olmasıdır; veri küçük boyutlu olduğu için parçalanmaya gerek duyulmaz. UDP protokolü ağ üzerinde fazla bant genişliği kaplamaz. UDP başlığı TCP başlığına göre daha kısadır.
UDP; gönderilen paketin yerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmediğinden güvenilir olmayan bir protokoldür. "User Datagram Protocol" un TCP'den farkı sorgulama ve sınama amaçlı, küçük boyutlu verinin aktarılması için olmasıdır; veri küçük boyutlu olduğu için parçalanmaya gerek duyulmaz. UDP protokolü ağ üzerinde fazla bant genişliği kaplamaz. UDP başlığı TCP başlığına göre daha kısadır.
2.1. Segment ile Datagram arasındaki farklar:
Aktarım katmanında UDP‘nin oluşturduğu veri bütününe “datagram”, TCP’nin oluşturduğu veri bütününe “segment” adı verilir. İkisi arasındaki temel fark, segmenti oluşturan veri grubunun başında sıra numarası bulunmasıdır.
Her bir datagram veya segment IP tarafından kendi başlığı eklenerek IP paketi haline getirilir ve herbir IP paketi birbirinden bağımsız olarak hedef hosta gönderilir.
IP adresi
İnternet'e bağlanan her bilgisayara bir IP adresi atanır, diğer bilgisayarlar bu bilgisayara bu adres ile ulaşırlar. Yani iki farklı cihaz aynı yerel ağda olmasa dahi, IP adresi birbirleri ile iletişim imkânı sağlar. IP adresleri şu anda yaygın kullanımda olan IPv4 için 32 bit boyunda olup, noktalarla ayrılmış 4 adet 8 bitlik sayıyla gösterilirler. Örneğin: 192.167.10.5 Bir internet sayfası sunucusuna, ağ tarayıcısı IP adresi yazarak da bağlanılabilir; ancak bu rakamları yazmak pratik olmadığından IP adresine karşılık gelen bir alan adı sistemi kullanılmaktadır. İnternet Servis Sağlayıcılarında bulunan Alan Adı Sunucularından (DNS -Domain Name System) oluşan bir ağ, hangi alan adının hangi IP adresine karşılık geldiği bilgisini eşler ve kullanıcıları doğru adreslere yönlendirir. İnternet'te trafik Başlıca IP adreslerince sağlanmaktadır.
WindowsXP 'de başlat/çalıştır a tıklandıktan sonra komut satırına cmd /k ipconfig/all > C:\IP.txt yazılırsa IP'ye ait bazı bilgiler c:\ dizininde IP.txt isimli dosyaya kaydedilerek görülebilir. Ancak bu komut sonucu dönen değerler internette dolaşırken kullanılan IP numarası değildir. Burada yeralan bilgiler, Windows IP yapılandırması ve ethernet bağdaştırıcı yerel ağ bağlantısı (DNS'ye ait bazı bilgiler) ile ilgili bilgilerdir.İnternette dolaşırken kullanılan IP adresini görmek için IP adresini gösteren sitelerden yararlanılabilir. IP adresi Internet Explorer'da yazılırsa, bilgisayarın 80 portundan bağlanılmış olunur (aksi belirmediği sürece browserlar 80 portuna erişir. Örn: www.x.com:6688 port 6688'e erişir).
Eğer bilgisayarda bir web sunucu yazılımı mevcutsa yayındaki index sayfasını görüntülenir. Ancak çoğu zaman eğer port yönlendirme yapılmamışsa ADSL modemler DHCP sunucusu olarak görev yaptıklarından onların paneline giriş yapılan şifreli alan çıkacaktır. Bilgisayara doğrudan erişebilmek için tarayıcıya "localhost" yazılması yeterlidir (bu genelde 127.0.0.1 manasına gelir). Eğer bilgisayarda ApacheTriad v.s.. sunucu programı yüklü değilse, "Sayfa görüntülenemiyor" sayfası gelecektir.
Dinamik ve Statik adresler
Telefon ile (ADSL veya çevirmeli bağdaştırıcı) internete bağlanan kullanıcının IP adresi çoğu zaman dinamiktir, yani servis sağlayıcıda o an boş bulunan bir IP adresi atanır. Bu yüzden her bağlantıda IP adresinin belli kısımları değişebilir.
Statik IP adresleri olan bilgisayarların adresleri değişmez. Sunucu görevi gören bilgisayarlar için tercih edilir.
IP Adresi Sınıfları
Kullanım alanlarına göre IP Adresleri sınıflandırılır.
Örneğin;
A Sınıfı IP Adresleri 1..aaa.bbb.ccc / 127.aaa.bbb.ccc
B Sınıfı IP Adresleri 128.aaa.bbb.ccc / 191.aaa.bbb.ccc
C Sınıfı IP Adresleri 192.aaa.bbb.ccc - 255.aaa.bbb.ccc aralığındadır. SubnetMask Olarak 255.255.255.0
WindowsXP 'de başlat/çalıştır a tıklandıktan sonra komut satırına cmd /k ipconfig/all > C:\IP.txt yazılırsa IP'ye ait bazı bilgiler c:\ dizininde IP.txt isimli dosyaya kaydedilerek görülebilir. Ancak bu komut sonucu dönen değerler internette dolaşırken kullanılan IP numarası değildir. Burada yeralan bilgiler, Windows IP yapılandırması ve ethernet bağdaştırıcı yerel ağ bağlantısı (DNS'ye ait bazı bilgiler) ile ilgili bilgilerdir.İnternette dolaşırken kullanılan IP adresini görmek için IP adresini gösteren sitelerden yararlanılabilir. IP adresi Internet Explorer'da yazılırsa, bilgisayarın 80 portundan bağlanılmış olunur (aksi belirmediği sürece browserlar 80 portuna erişir. Örn: www.x.com:6688 port 6688'e erişir).
Eğer bilgisayarda bir web sunucu yazılımı mevcutsa yayındaki index sayfasını görüntülenir. Ancak çoğu zaman eğer port yönlendirme yapılmamışsa ADSL modemler DHCP sunucusu olarak görev yaptıklarından onların paneline giriş yapılan şifreli alan çıkacaktır. Bilgisayara doğrudan erişebilmek için tarayıcıya "localhost" yazılması yeterlidir (bu genelde 127.0.0.1 manasına gelir). Eğer bilgisayarda ApacheTriad v.s.. sunucu programı yüklü değilse, "Sayfa görüntülenemiyor" sayfası gelecektir.
Dinamik ve Statik adresler
Telefon ile (ADSL veya çevirmeli bağdaştırıcı) internete bağlanan kullanıcının IP adresi çoğu zaman dinamiktir, yani servis sağlayıcıda o an boş bulunan bir IP adresi atanır. Bu yüzden her bağlantıda IP adresinin belli kısımları değişebilir.
Statik IP adresleri olan bilgisayarların adresleri değişmez. Sunucu görevi gören bilgisayarlar için tercih edilir.
IP Adresi Sınıfları
Kullanım alanlarına göre IP Adresleri sınıflandırılır.
Örneğin;
A Sınıfı IP Adresleri 1..aaa.bbb.ccc / 127.aaa.bbb.ccc
B Sınıfı IP Adresleri 128.aaa.bbb.ccc / 191.aaa.bbb.ccc
C Sınıfı IP Adresleri 192.aaa.bbb.ccc - 255.aaa.bbb.ccc aralığındadır. SubnetMask Olarak 255.255.255.0
Internet protokolleri
İnternet protokol takımı, İnternet'in çalışmasını sağlayan bir iletişim protokolleri bütünüdür. Bazen TCP/IP protokol takımı olarak da adlandırılır. TCP (Transmission Control Protocol ) ve IP (Internet Protocol) ün kısaltmalarıdır.
Katmanlar / Layers TCP/IP'de, yollanan veriler katmanlara göre paketlenerek yollanır ve alıcıda bu paketler teker teker açılıp veri ulaştırılır. Bu yöntem, yollanan veri, yollama şekli ve yollama yolunu birbirinden ayırarak birlikte çalışmayı kolaylaştırır: örneğin bir bilgisayarda bağlantı olarak Ethernet yerine Wi-fi kullanılması, üzerinde başka bir web tarayıcı kullanılmasını gerektirmez.
Katmanlar, bahsedilen standarda göre dört veya yedi şekilde açılabilir. TCP/IP'de genel olarak dört katmandan bahsedilir, bunlar:
Uygulama: Bu katmanda veriyi göndermek isteyen uygulama ve kullandığı dosya formatı bulunur. Örneğin "HTTP üzerinden HTML formatında yazılmış Wikipedia ana sayfası"
Taşıma: Bu katmanda verinin ne şekilde gönderildiği gösterilir. TCP veya UDP gibi protokoller bu katmandadır.
Ağ: Bazen IP katmanı olarak da anılan bu katman, IP adreslerinin veriye eklendiği noktadır. Bu katmandaki uygulamalar IP veya IPv6 gibi iletişim protokolleri olabileceği gibi ICMP, IGMP veya ARP gibi durum bildirme ve katmanlar arası bağ protokolleri de olabilir.
Fiziksel: En alt katman olan fiziksel katmanda Ethernet, Wi-fi, modem, token ring, ATM gibi protokoller bulunur.
Örneğin, bilgisayarınız Wikipedia ana sayfasını alırken işlemler şu şekilde gerçekleşir:
Wikipedia web sunucusu, HTML çıktısını yaratır ve üzerinde çalıştığı sisteme "şu veriyi şu adrese şu porttan(80-HTTP) yolla" komutu verir. Bu ilk veri, dördüncü katman olan uygulama katmanından gelen veridir.
Sistem, bu çıktıya öncelikle üçüncü katman olan taşıma katmanının bilgilerini iliştirir, yani paketin başına port bilgisini ve paket boyunu yazar.
Ardından, deminki pakete bu sefer de ağ katmanı bilgileri, başka bir deyişle yollayan bilgisayarın ve sizin bilgisayarınızın IP adresleri ve paketin toplam boyu, eklenir.
Son olarak, paket fiziksel katmanın eline geçer ve o katman da fiziksel adresleri ve paketin yeni boyunu da yazarak paketi gönderir.
Paket, dünya etrafında küçük bir tur attıktan sonra sizin bilgisayarınıza ulaşır. Yol boyunca değişik makineler paketi alır, açar, ihtiyaca ve ağ durumuna göre tekrar paketler. Paket sonunda sizin bilgisayarınıza ulaştığında sizin bilgisayarınız da önce fiziksel paketi, ardından ağ paketini, ardından taşıma paketini ve en son da uygulama paketini açar. Paketten çıkan veriyi web tarayıcınıza verir. Web tarayıcısı da size gösterir.
Katmanlama, her katmana özel donanımlar yapılmasına olanak sağlamıştır: fiziksel katmanda paket yönlendirmesi switch'ler, IP katmanında paket yönlendirmesi router'lar, taşıma katmanında paket yönlendirmesi ise NAT'ler tarafından yapılır. Bu sayede, basit donanımlarla yüksek TCP/IP performansları elde edilebilmektedir.
Katmanlama, uygulamalar arası uyumu kolaylaştırdığı gibi büyük bir dezavantaja da sahiptir: her katman veriye tekrarlanan (dolayısıyla gereksiz) veriler ekler. Örneğin her katman pakete ekstra bir boy bilgisi ekleyecektir. Çoğu katman verinin doğruluğundan emin olmak için muhtelif rakamlar da ekleyebilir. Bunun, dünya internet trafiğinin %15'ini oluşturduğu tahmin edilmekted
Katmanlama sistemindeki ilk üç katman (yani donanım, ağ ve taşıma katmanları) arasından:
Donanım katmanı, bilgisayarın üzerindeki ağ donanımını tanıyabilmek için bir ağ kartı numarası. Bu kart numarası ağ kartına yazılı gelir (yani değiştirilemez aslında bu yöne yönelk programlarla MAC adresinide değiştirmek mümkündür.) ve MAC adresi olarak anılır.
Ağ katmanı, bilgisayara ulaşabilmesi için verilen IP adresini kullanır.
Taşıma katmanı ise, değişik aynı bilgisayarda çalışan yazılımların aynı anda internete ulaşabilmesi için her yazılıma bir port numarası verir.
Dolayısıyla bir bilgisayara ulaşabilmek için teoride IP adresi veya MAC adresi kullanılabilirdi. Ama, MAC adresleri karta yazılı olarak geldiği ve değiştirilemediği (dolayısıyla organize edilemediği) için kullanılmamakta, onun yerine ağın yöneticisi tarafından her kullanıcıya özgürce verilebilen IP adresleri kullanılmaktadır. Bunun avantajları şu şekildedir:
Ağlar, alt ağlara bölünebilir ve hangi makinenin hangi ağda olduğu hızlıca anlaşılabilir
Hangi makinenin hangi ağda olduğu kolayca anlaşılabildiği için paket yönlendirme kolaylaşır
Son olarak, alt ağlara bölünmedeki bazı standartlar sayesinde işletim sistemleri otomatik olarak diğer ağlara erişim için gerekli donanımlara ulaşabilir.
Günümüzde bir IP adresi, 32 bit'lik bir sayıdır (IPv6'de bu sayı 128 bit'lik olacaktır). IP'de iki cihaz aynı ağda olup olmadıklarını birbirlerinin IP adreslerinin ilk birkaç basamağına bakarak anlarlar. Bu basamağa IP maskesi (IP mask) denir. Örneğin IP maskesi 255.255.255.0 ise, ilk üç basamağı (yani ilk 24 bit'i) aynı olan iki makine aynı ağda demektir. Bu durumda, 192.168.0.1 ile 192.168.0.2 aynı ağda, 192.168.1.1 ise başka bir ağdadır.
Bazı IP adresleri ve maskeleri bazı kullanımlar için ayrılmıştır. Bunlar şu şekildedir:
Yerel ağlar için ayrılmış adresler:
10.0.0.0 ile 10.255.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.0.0.0)
172.16.0.0 ile 172.31.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.0.0.0)
192.168.0.0 ile 192.168.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.255.0.0)
169.254.0.0 ile 169.254.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.255.0.0)
Not: Bir Ip adresi yada protokol sınıfından bağımsız olarak bir subnet mask ile çalışıyor veya çalışabiliyorsa "classless" aksi duruma "classfull" denir.
Bir makinenin kendisine konuşması (loopback) için ayrılmış adresler:
127.0.0.0 ile 127.255.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.0.0.0)
Bu sayede, bir ağdaki IP adreslerini mantıksal bir şekilde ve basitçe organize etmek mümkündür. Buna ek olarak, kullanıcılara IP adresi, ağ maskesi ve hatta varsayılan ağ geçidini otomatik atayabilmek için DHCP protokolü kullanılabilir. Bu sayede, örneğin taşınabilir bilgisayarıyla ücretsiz hizmet veren bir kablosuz ağa bağlanıldığında tüm bağlantı ayarları otomatik
TCP/IP ile mektup teknolojilerini karşılaştıracak olursak:
Mektubun gönderildiği kişi, mektubu içeriğine bakacak olan kişidir. Dolayısıyla, TCP/IP'de mektubun alıcısı bir uygulamadır (yani bir program). TCP/IP'de değişik uygulamalar değişik port numaraları ile temsil edilirler. TCP/IP'de 65536 uygulama aynı anda desteklenebilir.
Mektubun gönderildiği adres, mektubun ulaşacağı yerdir. TCP/IP'de bunun karşılığı IP adresidir. IP'nin günümüzdeki sürümünde dört milyara yakın IP adresi destelenmektedir, IP'nin bir sonraki sürümünde bu sayının 2128' (yani dört milyar üzeri dört) çıkartılması planlanmaktadır.
Mektubu göndermek için bir posta idaresi ve bir postahane gerekmektedir. TCP/IP'de postahaneler ağ geçidi (İngilizce gateway) olarak adlandırılır.
Genelde bilgisayarlar tek bir ağ geçidine bağlı oldukları için paket göndermek ve almak için karmaşık işlemler yapmazlar (bir TCP/IP yöneticisi, sadece hangi portu hangi programın dinlediğini aklında tutmak zorundadır). Öte yandan, ağ geçitleri değişik ağlar arasındaki bağlantıyı sağladıkları için paket yönlendirme konusunda dikkatli davranmaları gerekmektedir:
Öncelikle, bir önceki bölümde bahsedildiği gibi bir cihaz başka bir cihazla aynı ağda olup olmadığını kendi IP adresi ve diğer IP adresini kendi ağ maskesini kullanarak karşılaştırarak anlar. Demin değinildiği gibi, ağ maskesi 255.255.255.0 ise 192.168.0.1 ile 192.168.0.2 aynı ağdadır, 192.168.1.1 ise başka bir ağdadır. Bir cihazın başka bir ağda olması, arada bir ağ geçidi (ağ geçidi bir switch, router, NAT veya bridge olabilir) kullanılması gerektiğine işarettir...
Bir ağ geçidi, tüm fiziksel çıkışlarının hangi ağda olduğu bilgisini tutar (buna IP yönlendirme tablosu denir). Ağ geçidine bir paket ulaşınca, geçit hangi ağa hangi çıkıştan ulaşacağına bu tablodan bakarak karar verir. Tablo, elle girilebilir veya RIP / OSPF gibi protokollerle otomatik olarak oluşturulabilir.
Öte yandan, her ağ geçidi dünyadaki tüm ağ geçitlerinin nerede olduğunu tabii ki aklında tutmaz. Dolayısıyla, çoğu ağ geçidinin bir de varsayılan geçit (yani "paket nereye gidiyor bilmediğinde pakedin verileceği yer") girdisi bulunur. Örneğin sizin evinizdeki bir kişisel ağda çok yüksek ihtimalle varsayılan geçit olarak TTnet kullanılıyor olacaktır.
Bir ağ geçidi, bağlı olduğu bir cihaza verdiği bir pakedin yerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmediği için IP'nin bir sonraki yöne kadar yönlendirme (İngilizce next hop routing) yaptığı söylenir...
Önemli TCP/IP protokolleri
Donanım katmanındaki protokoller
ARP (Address Resolution Protocol, yani Adres Çözümleme Protokolü) bir IP adresinin hangi ağ kartına (yani MAC adresine) ait olduğunu bulmaya yarar. TCP/IP'de veri gönderiminde gönderilecek bilgisayarın hangisi olduğunu bulmak için kullanılır. Ayrıca IP adresini yeni almış olan bir makine, o IP adresinin sadece kendisinde olduğunu ARP kullanarak teyid eder.
RARP (Reverse ARP, yani Ters ARP) protokolü ARP'ın tersi işlemi yapar, yani hangi MAC adresinin hangi IP adresini kullandığını bulur. Bir TCP/IP ağında RARP'ın çalışacağı garanti değildir, zira RARP bir RARP sunucusuna ihtiyaç duyar.
IP katmanındaki protokoller [değiştir]
ICMP (Internet Control Message Protocol, yani Internet Yönetim Mesajlaşması Protokolü), hata ve türlü bilgi mesajlarını ileten protokoldür. Örneğin, ping programı ICMP'yi kullanır.
RIP (Router Information Protocol, yani Router Bilgi Protokolü) router'ların yönlendirme tablolarını otomatik olarak üretebilmesi için yaratılmıştır.
OSPF (Open Shortest Path First, yani İlk Açık Yöne Öncelik) aynı RIP gibi router'ların yönlendirme tablolarını otomatik olarak üretebilmesine yarar. OSPF, RIP'ten daha gelişmiş bir protokoldür.
IGMP, (Internet Group Messaging Protocol, yani Internet Grup Mesajlaşma Protokolü) bir sistemin internet yayınlarına (multicast) abone olmasına ve aboneliği durdurmasına yarar. Bu yayınlar, UDP üzerinden yapılır ve genelde çoklu ortam (radyo veya video) içerikli olurlar.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, yani Dinamik Cihaz Ayar Protokolü) bir TCP/IP ağına bağlanan bir cihaza otomatik olarak IP adresi, ağ maskesi, ağ geçidi ve DNS sunucusu atanmasına yarar.
Taşıma katmanındaki protokoller [değiştir]
UDP (User Datagram Protocol, yani Kullanıcı Veri Protokolü), IP üzerinden veri yollamaya yarar. Verilerin ulaşacağını garanti etmez ve UDP paketlerinin maksimum boy sınırları vardır. Öte yandan, UDP son derece basit ve bağlantı gerektirmeyen (connectionless) bir protokoldür.
TCP (Transmission Control Protocol, yani Gönderim Kontrol Protokolü), IP üzerinden ulaşma garantili ve harhangi bir boyda veri gönderilmesine imkân tanıyan bir protokoldür. UDP'den farklı olarak, TCP'de iki cihazın iletişim kurabilmesi için önce birbirlerine bağlanmaları gerekmektedir.
Uygulama katmanındaki protokoller [değiştir]
DNS (Domain Name System, yani Alan Adı Sistemi) alan adı verilen isimler (mesela www.wikipedia.org) ile IP adreslerini birbirine bağlayan sistemdir. Paylaştırılmış bir veritabanı olarak çalışır. UDP veya TCP üzerinden çalışabilir.
HTTP (HyperText Transfer Protocol, yani HiperMetin Yollama Protokolü) ilk başta HTML sayfaları yollamak için yaratılmış olan bir protokol olup günümüzde her türlü verinin gönderimi için kullanılır. TCP üzerinden çalışır.
HTTPS (Secure HTTP yani Güvenli HTTP) HTTP'nin RSA şifrelemesi ile güçlendirilmiş halidir. TCP üzerinden çalışır.
POP3 (Post Office Protocol 3, yani Postahane Protokolü 3) e-posta almak için kullanılan bir protokoldür. TCP üzerinden çalışır.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, yani Basit Mektup Gönderme Protokolü) e-posta göndermek için kullanılır. TCP üzerinden çalışır.
FTP (File Transfer Protocol, yani Dosya Gönderme Protokolü) dosya göndermek ve almak için kullanılır. HTTP'den değişik olarak kullanıcının illa ki sisteme giriş yapmasını gerektirir. Veri ve komut alış verişi için iki ayrı port kullanır. TCP üzerinden çalışır.
SFTP veya FTPS (Secure FTP, yani Güvenli FTP), FTP'nin RSA ile güçlendirilmiş halidir. TCP üzerinden çalışır.
Tüm bu protokoller (ve dahası) sayesinde TCP/IP her geçen gün daha da popülerleşen bir protokol olmuştur.
Katmanlar, bahsedilen standarda göre dört veya yedi şekilde açılabilir. TCP/IP'de genel olarak dört katmandan bahsedilir, bunlar:
Uygulama: Bu katmanda veriyi göndermek isteyen uygulama ve kullandığı dosya formatı bulunur. Örneğin "HTTP üzerinden HTML formatında yazılmış Wikipedia ana sayfası"
Taşıma: Bu katmanda verinin ne şekilde gönderildiği gösterilir. TCP veya UDP gibi protokoller bu katmandadır.
Ağ: Bazen IP katmanı olarak da anılan bu katman, IP adreslerinin veriye eklendiği noktadır. Bu katmandaki uygulamalar IP veya IPv6 gibi iletişim protokolleri olabileceği gibi ICMP, IGMP veya ARP gibi durum bildirme ve katmanlar arası bağ protokolleri de olabilir.
Fiziksel: En alt katman olan fiziksel katmanda Ethernet, Wi-fi, modem, token ring, ATM gibi protokoller bulunur.
Örneğin, bilgisayarınız Wikipedia ana sayfasını alırken işlemler şu şekilde gerçekleşir:
Wikipedia web sunucusu, HTML çıktısını yaratır ve üzerinde çalıştığı sisteme "şu veriyi şu adrese şu porttan(80-HTTP) yolla" komutu verir. Bu ilk veri, dördüncü katman olan uygulama katmanından gelen veridir.
Sistem, bu çıktıya öncelikle üçüncü katman olan taşıma katmanının bilgilerini iliştirir, yani paketin başına port bilgisini ve paket boyunu yazar.
Ardından, deminki pakete bu sefer de ağ katmanı bilgileri, başka bir deyişle yollayan bilgisayarın ve sizin bilgisayarınızın IP adresleri ve paketin toplam boyu, eklenir.
Son olarak, paket fiziksel katmanın eline geçer ve o katman da fiziksel adresleri ve paketin yeni boyunu da yazarak paketi gönderir.
Paket, dünya etrafında küçük bir tur attıktan sonra sizin bilgisayarınıza ulaşır. Yol boyunca değişik makineler paketi alır, açar, ihtiyaca ve ağ durumuna göre tekrar paketler. Paket sonunda sizin bilgisayarınıza ulaştığında sizin bilgisayarınız da önce fiziksel paketi, ardından ağ paketini, ardından taşıma paketini ve en son da uygulama paketini açar. Paketten çıkan veriyi web tarayıcınıza verir. Web tarayıcısı da size gösterir.
Katmanlama, her katmana özel donanımlar yapılmasına olanak sağlamıştır: fiziksel katmanda paket yönlendirmesi switch'ler, IP katmanında paket yönlendirmesi router'lar, taşıma katmanında paket yönlendirmesi ise NAT'ler tarafından yapılır. Bu sayede, basit donanımlarla yüksek TCP/IP performansları elde edilebilmektedir.
Katmanlama, uygulamalar arası uyumu kolaylaştırdığı gibi büyük bir dezavantaja da sahiptir: her katman veriye tekrarlanan (dolayısıyla gereksiz) veriler ekler. Örneğin her katman pakete ekstra bir boy bilgisi ekleyecektir. Çoğu katman verinin doğruluğundan emin olmak için muhtelif rakamlar da ekleyebilir. Bunun, dünya internet trafiğinin %15'ini oluşturduğu tahmin edilmekted
Katmanlama sistemindeki ilk üç katman (yani donanım, ağ ve taşıma katmanları) arasından:
Donanım katmanı, bilgisayarın üzerindeki ağ donanımını tanıyabilmek için bir ağ kartı numarası. Bu kart numarası ağ kartına yazılı gelir (yani değiştirilemez aslında bu yöne yönelk programlarla MAC adresinide değiştirmek mümkündür.) ve MAC adresi olarak anılır.
Ağ katmanı, bilgisayara ulaşabilmesi için verilen IP adresini kullanır.
Taşıma katmanı ise, değişik aynı bilgisayarda çalışan yazılımların aynı anda internete ulaşabilmesi için her yazılıma bir port numarası verir.
Dolayısıyla bir bilgisayara ulaşabilmek için teoride IP adresi veya MAC adresi kullanılabilirdi. Ama, MAC adresleri karta yazılı olarak geldiği ve değiştirilemediği (dolayısıyla organize edilemediği) için kullanılmamakta, onun yerine ağın yöneticisi tarafından her kullanıcıya özgürce verilebilen IP adresleri kullanılmaktadır. Bunun avantajları şu şekildedir:
Ağlar, alt ağlara bölünebilir ve hangi makinenin hangi ağda olduğu hızlıca anlaşılabilir
Hangi makinenin hangi ağda olduğu kolayca anlaşılabildiği için paket yönlendirme kolaylaşır
Son olarak, alt ağlara bölünmedeki bazı standartlar sayesinde işletim sistemleri otomatik olarak diğer ağlara erişim için gerekli donanımlara ulaşabilir.
Günümüzde bir IP adresi, 32 bit'lik bir sayıdır (IPv6'de bu sayı 128 bit'lik olacaktır). IP'de iki cihaz aynı ağda olup olmadıklarını birbirlerinin IP adreslerinin ilk birkaç basamağına bakarak anlarlar. Bu basamağa IP maskesi (IP mask) denir. Örneğin IP maskesi 255.255.255.0 ise, ilk üç basamağı (yani ilk 24 bit'i) aynı olan iki makine aynı ağda demektir. Bu durumda, 192.168.0.1 ile 192.168.0.2 aynı ağda, 192.168.1.1 ise başka bir ağdadır.
Bazı IP adresleri ve maskeleri bazı kullanımlar için ayrılmıştır. Bunlar şu şekildedir:
Yerel ağlar için ayrılmış adresler:
10.0.0.0 ile 10.255.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.0.0.0)
172.16.0.0 ile 172.31.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.0.0.0)
192.168.0.0 ile 192.168.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.255.0.0)
169.254.0.0 ile 169.254.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.255.0.0)
Not: Bir Ip adresi yada protokol sınıfından bağımsız olarak bir subnet mask ile çalışıyor veya çalışabiliyorsa "classless" aksi duruma "classfull" denir.
Bir makinenin kendisine konuşması (loopback) için ayrılmış adresler:
127.0.0.0 ile 127.255.255.255 arası adresler (yani maske olarak 255.0.0.0)
Bu sayede, bir ağdaki IP adreslerini mantıksal bir şekilde ve basitçe organize etmek mümkündür. Buna ek olarak, kullanıcılara IP adresi, ağ maskesi ve hatta varsayılan ağ geçidini otomatik atayabilmek için DHCP protokolü kullanılabilir. Bu sayede, örneğin taşınabilir bilgisayarıyla ücretsiz hizmet veren bir kablosuz ağa bağlanıldığında tüm bağlantı ayarları otomatik
TCP/IP ile mektup teknolojilerini karşılaştıracak olursak:
Mektubun gönderildiği kişi, mektubu içeriğine bakacak olan kişidir. Dolayısıyla, TCP/IP'de mektubun alıcısı bir uygulamadır (yani bir program). TCP/IP'de değişik uygulamalar değişik port numaraları ile temsil edilirler. TCP/IP'de 65536 uygulama aynı anda desteklenebilir.
Mektubun gönderildiği adres, mektubun ulaşacağı yerdir. TCP/IP'de bunun karşılığı IP adresidir. IP'nin günümüzdeki sürümünde dört milyara yakın IP adresi destelenmektedir, IP'nin bir sonraki sürümünde bu sayının 2128' (yani dört milyar üzeri dört) çıkartılması planlanmaktadır.
Mektubu göndermek için bir posta idaresi ve bir postahane gerekmektedir. TCP/IP'de postahaneler ağ geçidi (İngilizce gateway) olarak adlandırılır.
Genelde bilgisayarlar tek bir ağ geçidine bağlı oldukları için paket göndermek ve almak için karmaşık işlemler yapmazlar (bir TCP/IP yöneticisi, sadece hangi portu hangi programın dinlediğini aklında tutmak zorundadır). Öte yandan, ağ geçitleri değişik ağlar arasındaki bağlantıyı sağladıkları için paket yönlendirme konusunda dikkatli davranmaları gerekmektedir:
Öncelikle, bir önceki bölümde bahsedildiği gibi bir cihaz başka bir cihazla aynı ağda olup olmadığını kendi IP adresi ve diğer IP adresini kendi ağ maskesini kullanarak karşılaştırarak anlar. Demin değinildiği gibi, ağ maskesi 255.255.255.0 ise 192.168.0.1 ile 192.168.0.2 aynı ağdadır, 192.168.1.1 ise başka bir ağdadır. Bir cihazın başka bir ağda olması, arada bir ağ geçidi (ağ geçidi bir switch, router, NAT veya bridge olabilir) kullanılması gerektiğine işarettir...
Bir ağ geçidi, tüm fiziksel çıkışlarının hangi ağda olduğu bilgisini tutar (buna IP yönlendirme tablosu denir). Ağ geçidine bir paket ulaşınca, geçit hangi ağa hangi çıkıştan ulaşacağına bu tablodan bakarak karar verir. Tablo, elle girilebilir veya RIP / OSPF gibi protokollerle otomatik olarak oluşturulabilir.
Öte yandan, her ağ geçidi dünyadaki tüm ağ geçitlerinin nerede olduğunu tabii ki aklında tutmaz. Dolayısıyla, çoğu ağ geçidinin bir de varsayılan geçit (yani "paket nereye gidiyor bilmediğinde pakedin verileceği yer") girdisi bulunur. Örneğin sizin evinizdeki bir kişisel ağda çok yüksek ihtimalle varsayılan geçit olarak TTnet kullanılıyor olacaktır.
Bir ağ geçidi, bağlı olduğu bir cihaza verdiği bir pakedin yerine ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmediği için IP'nin bir sonraki yöne kadar yönlendirme (İngilizce next hop routing) yaptığı söylenir...
Önemli TCP/IP protokolleri
Donanım katmanındaki protokoller
ARP (Address Resolution Protocol, yani Adres Çözümleme Protokolü) bir IP adresinin hangi ağ kartına (yani MAC adresine) ait olduğunu bulmaya yarar. TCP/IP'de veri gönderiminde gönderilecek bilgisayarın hangisi olduğunu bulmak için kullanılır. Ayrıca IP adresini yeni almış olan bir makine, o IP adresinin sadece kendisinde olduğunu ARP kullanarak teyid eder.
RARP (Reverse ARP, yani Ters ARP) protokolü ARP'ın tersi işlemi yapar, yani hangi MAC adresinin hangi IP adresini kullandığını bulur. Bir TCP/IP ağında RARP'ın çalışacağı garanti değildir, zira RARP bir RARP sunucusuna ihtiyaç duyar.
IP katmanındaki protokoller [değiştir]
ICMP (Internet Control Message Protocol, yani Internet Yönetim Mesajlaşması Protokolü), hata ve türlü bilgi mesajlarını ileten protokoldür. Örneğin, ping programı ICMP'yi kullanır.
RIP (Router Information Protocol, yani Router Bilgi Protokolü) router'ların yönlendirme tablolarını otomatik olarak üretebilmesi için yaratılmıştır.
OSPF (Open Shortest Path First, yani İlk Açık Yöne Öncelik) aynı RIP gibi router'ların yönlendirme tablolarını otomatik olarak üretebilmesine yarar. OSPF, RIP'ten daha gelişmiş bir protokoldür.
IGMP, (Internet Group Messaging Protocol, yani Internet Grup Mesajlaşma Protokolü) bir sistemin internet yayınlarına (multicast) abone olmasına ve aboneliği durdurmasına yarar. Bu yayınlar, UDP üzerinden yapılır ve genelde çoklu ortam (radyo veya video) içerikli olurlar.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, yani Dinamik Cihaz Ayar Protokolü) bir TCP/IP ağına bağlanan bir cihaza otomatik olarak IP adresi, ağ maskesi, ağ geçidi ve DNS sunucusu atanmasına yarar.
Taşıma katmanındaki protokoller [değiştir]
UDP (User Datagram Protocol, yani Kullanıcı Veri Protokolü), IP üzerinden veri yollamaya yarar. Verilerin ulaşacağını garanti etmez ve UDP paketlerinin maksimum boy sınırları vardır. Öte yandan, UDP son derece basit ve bağlantı gerektirmeyen (connectionless) bir protokoldür.
TCP (Transmission Control Protocol, yani Gönderim Kontrol Protokolü), IP üzerinden ulaşma garantili ve harhangi bir boyda veri gönderilmesine imkân tanıyan bir protokoldür. UDP'den farklı olarak, TCP'de iki cihazın iletişim kurabilmesi için önce birbirlerine bağlanmaları gerekmektedir.
Uygulama katmanındaki protokoller [değiştir]
DNS (Domain Name System, yani Alan Adı Sistemi) alan adı verilen isimler (mesela www.wikipedia.org) ile IP adreslerini birbirine bağlayan sistemdir. Paylaştırılmış bir veritabanı olarak çalışır. UDP veya TCP üzerinden çalışabilir.
HTTP (HyperText Transfer Protocol, yani HiperMetin Yollama Protokolü) ilk başta HTML sayfaları yollamak için yaratılmış olan bir protokol olup günümüzde her türlü verinin gönderimi için kullanılır. TCP üzerinden çalışır.
HTTPS (Secure HTTP yani Güvenli HTTP) HTTP'nin RSA şifrelemesi ile güçlendirilmiş halidir. TCP üzerinden çalışır.
POP3 (Post Office Protocol 3, yani Postahane Protokolü 3) e-posta almak için kullanılan bir protokoldür. TCP üzerinden çalışır.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, yani Basit Mektup Gönderme Protokolü) e-posta göndermek için kullanılır. TCP üzerinden çalışır.
FTP (File Transfer Protocol, yani Dosya Gönderme Protokolü) dosya göndermek ve almak için kullanılır. HTTP'den değişik olarak kullanıcının illa ki sisteme giriş yapmasını gerektirir. Veri ve komut alış verişi için iki ayrı port kullanır. TCP üzerinden çalışır.
SFTP veya FTPS (Secure FTP, yani Güvenli FTP), FTP'nin RSA ile güçlendirilmiş halidir. TCP üzerinden çalışır.
Tüm bu protokoller (ve dahası) sayesinde TCP/IP her geçen gün daha da popülerleşen bir protokol olmuştur.
Ethernet protokolü, yapısı ve uygulamaları
Veri iletişimi konusunda yapılacak bir seçimin Ethernet yönünde yapılmasıyla sağlanan en büyük Avantaj ekonomidir. PC, Windows ve Internet teknolojilerinde standart bir bileşen olan ethernet teknolojisi yüksek veri hızlarında düşük maliyetle çalışabilmektedir.Kullanıcılar seçtikleri teknolojinin şu anki ve gelecekteki gereksinimlerini karşılayacağından emin olmak isterler. Doğal olarak hiçbir mühendis on yıl sonra bu gün kullandıkları ürünlerin piyasadan kalktığını veya ağ artık üzerindeki yükü taşıyamadığı için bütün iletişim sistemini yenilemek zorunda kalmayı istemez. Ancak ne yazıkki üreticiler arasındaki çekişmelerin standartlaşmayı geciktirdiği ve son kullanıcıların asıl gereksinimlerini karşılama konusunda başarısızlığa yol açtığı da bir gerçektir.Sensörleri denetim uygulamalarını tek bir ağ yapısında toplamak isteyen şirketler çok az seçenek ile karşılaşmaktadırlar. Bunun için DeviceNet, CAN Bus, Profi Bus, ControlNet, Foundation Fieldbus.. gibi birkaç iletişim ağı teknolojisi vardır ve bunların herbirinin üreticisi en iyi seçimin kendileri olacağını iddia ederler. Bunlardan hangisini seçmenin daha yararlı ve ekonomik olacağı yanıtlaması çok güç bir sorudur. Bunların hemen hepsi bir veya birkaç üreticinin özel ihtiyaçları göz önüne alınarak tasarlanmıştır. Örneğin ProfiBus'ın geliştirilmesinde Siemens ve Klockner-Moeller etkili olurlarken, Allen-Bradley ControlNet'i kendi PLCleri için geliştirmiştir. Öte yandan Foundation Fieldbus geleceğin veriyolu olarak, pekçok sistemle uyumluluk göz önüne alınarak tasarlanmaktadır. Foundation Fieldbus on yılı aşkın zamandır geliştirilme aşamasındadır ve bazı politik çıkarlar bu sistemin geliştirilmesini yavaşlatmıştır.Bütün bu olumsuz gelişmelere rağmen pazarın daralarak bütün üreticilerin destekleyeceği bir veya iki standart ağ teknolojisi ile sınırlanmasına sebep olacağına kesin gözüyle bakılmaktadır. Bu, PC'nin bilgisayar pazarını ele geçirmesinin hikayesine benzeyebilir.PC ortamının açık sistem mimarisi neredeyse hayal edilebilen bütün sistemlerin kurulumuna olanak sağlamaktadır. Endüstriyel sistem tasarımcılarının değişik üreticilerden aldıkları ekipmanları benzeri bir açık mimari kullanarak bir arada ve sorunsuzca kullanabilme beklentilerini ve talepleri her gün artmaktadır. İşte bu noktada var olan sensör ağlarının içerdiği karmaşık iletişim tekniklerine alternatif olarak eternet adıyla yeni bir iletişim teknolojisi yaratılmıştır..PC'yi endüstriyel pazara sokmayı başaran ekonomik sebepler şimdi de ethernet için gecerlidir. Win 9x.2000, NT ve Unix, ortamında yıllardır bir standart olan TCP/IP protokolü bütün verinin gönderilmesini garantileyen bir yapıya sahiptir ve günümüzde işletmelerin neredeyse tümünde bilgi akışı için en güçlü seçenektir. Ethernet, şu an var olan bütün endüstri standardı PC donanımları ve işletim sistemleri ile uyumludur.Bir başka önemli nokta da kurulum ve bakım masraflarıdır. Burada da Ethernet diğer bütün alternatiflere karşı bir hayli avantajlı konumdadır. Ethernet'in kablolama özellikleri onun kurulumunu ve genişlemesini çok kolaylaştırmaktadır. Yapıya eklenen ucuz hublar, sisteme yeni birimler eklemeyi basitleştirirler. Bir cihazı yeni yerinde tekrar ağa bağlamak için yapılması gereken tek şey en yakınındaki hub'a bir 10Base-T kablosu çekmektir.Özelleşmiş ağ yapılarında eğitim ve bakım maliyetleri çoğu zaman hatırı sayılır miktarlara ulaşmasına rağmen eternet sisteminin bakımı var olan işletme personelince sorunsuz olarak yapılabilir.Ethernetin 10-Mbps ve 100-Mbps versiyonları dağıtık I/O sistemleri için yeterli bir bant genişliği sunmaktadır.10Base-T bile 19.2 Kbaud tipik bir RS422/485'den çok daha hızlıdır. Bant genişliğinin büyük olması, özellikle pekçok sinyalin aynı anda gözlendiği uygulamalarda olaylara hızlı cevap verme anlamına gelir. 1997'de geliştirilen 100Base-T ile 100 Mbps transfer hızı ile şu an var olan en yüksek performanslı rakibinden bile 10 kat daha hızlı ve o oranda ucuz hale gelmiştir. Son olarak, 1998'de IEEE 802.3z standardının kabulü ile Ethernet için artık 1000 Mbps hızlardan söz edilmektedir. Bu yeni standart "Gigabit Ethernet" diye tanımlanmaktadır . Bu yeni standardın önemli özelliklerinden bir tanesi kurulu bulunan 10Base-T ağlarla uyumluluğudur.Pekçok uygulama genel olarak çeşitli sensörlerden gelen verinin izlenmesini gerektirir. Makina veya süreçlerin izlenmesi, alarmların, arızaların, proses değişkenlerinin kaydedilmesi bu sınıfa dahil edilebilir.Bir diğer uygulama alanı ise özellikle insan bulunmayan ortamlardaki çevre koşullarının izlenmesi ve kontrolüdür. Bu uygulamalar veriyolu üzerinde çok fazla bir yük oluşturmaz. Ağın yalnızca veriyi hızlı ve güvenli bir şekilde iletmesi gereklidir. Bütün veri iletildiği sürece determinizm ve mesaj önceliği gibi sorunlar çok önemli değildir. Yüksek veri transfer hızı, güvenilir veri iletimi ile bir TCP/IP Ethernet sistemi bu tür uygulamalar için son derece uygundur. Başka hiçbir veriyolu hız; maliyet ve kurulum kolaylığı konusunda Ethernet ile rekabet edemez.Denetim uygulamaları için sistemler tasarlarken bazı farklı gereksinimler vardır. Bu sistemler öngörülebilir tepkiler vermeli, veriyolu belirli süre içinde bir veri paketini gideceği yere ulaştırmalıdır. Bu tür uygulamalarda alışıldığı üzere çoğu zaman bir sensörden gelen bilgilere göre herhangi bir olayın gerçekleşmesi gerekir. Denetim uygulamaları için token-passing metodu kullanarak veri paketleri arasında çarpışmayı engelleyen ProfiBus gibi veriyolları geliştirilmiştir. veri çarpışması Ethernet üzerinde iki cihaz aynı anda bilgi göndermeye kalkıştıklarında gerçekleşir. Tabii ki bu öngörülebilirliğin de bir bedeli vardır. Diğer veri yollarında sistem elemanları pahalıdır, kullanılan protokoller özeldir, bütünleşme zordur ve tecrübeli programcılara gereksinim vardır. ( Her nekadar Ethernette veri çarpışması olasılığının var olduğu ve bu nedenle bazı uygulamalar için güvensiz bir teknoloji olduğu düşünülsede yüksek ekonomik avantajları, kanıtlanmış başarısı, açık mimari yapısı onu sahadaki veri toplama sistemleri ile işletmedeki geri kalan diğer cihazlarla birleştirmek için yaygın bir ağ çözümü haline getirmiştir.Özel ağ yapılarının yüksek maliyetlerinin yanısıra bütün fabrikada tek bir ağ standardına duyulan ihtiyaç Ethernetin yaygınlaşmasında çok önemli rol oynamıştır. Eğilim ilk olarak Ethernet'in Foxboro, SquareD, Westinghouse gibi bazı proses denetimi ve PLC firmalarınca kontrol seviyesinde kullanılması ile başladı. General Motors ise şu anda otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan yeni bir yaklaşımın öncüsü oldu: Open Modular Architecture Controller. Bu yaklaşım Ethernet üzerinden PC-tabanlı denetimi desteklemektedir. Ethernet'in dev tabanı, bu standardın ilerideki uygulamaların da altından kalkabilecek şekilde geliştirileceğinin ve destekleneceğinin bir göstergesidir. IEEE komitesi Ethernet standardını çeşitli revizyonlardan geçirmiştir. Örneğin, IEEE 802.3x full duplex spesifikasyonu 1997'de ortaya çıkmıştır. Bu twisted-pair veya fiber optik kablo üzerinden standart Ethernet veri paketlerinin çift yönlü olarak aynı anda alınmasına ve gönderilmesine olanak tanımaktadır. Bu standardın kullanılması bant genişliğini iki katına çıkarırken, veri çarpışması olasılığını da en aza indirmektedir.Bir diğer önemli standart ise IEEE 802.1p dir ve mesaj önceliğine sahiptir.100Base-T gibi daha hızlı teknolojiler veri çarpışması olasılığını azaltsalar da bu standart, öngörülebilirliğin hayati olduğu uygulamalarda bu olasılığı tamamen ortadan kaldırmaktadır. 802.1p'nin uygulanması ile kullanıcılar mesajlara öncelik sırası atayabilir ve bazı kritik mesajların cevap süresi kesin olarak belirlenebilmektedir.Son yıllarda birçok Ethernet tabanlı veri toplama sistemi piyasaya çıkmıştır, Belli başlı DAC, RTU ve PLC üreticileri Ethernet arabirimleri sunmaktadırlar. Endüstriyel otomasyon alanında çalışan pekçok uzmana göre Foundation FieldBus'ın kontrol seviyesi H2 spesifikasyonlarının 100Base-T Ethernet tabanlı olacağı öngörülmektedir.Bu uzmanlara göre Internet teknolojilerinin daha da etkili olmaları, ve endüstriyel otomasyon pazarında büyük değişikliklere yol açmaları öngörülmektedir. Yakın gelecekte bir Web browser üzerinde Java veya Dynamic HTML kullanarak bütün çalışma bilgilerini yayınlayacak endüstriyel cihazların çıkması beklenmektedir. Sahadaki her cihaz bir homepage'e sahip olacak ve bu sayfadan konfigürasyon ve çalışma bilgilerini izlemek her zaman mümkün olacaktır.Sahadaki cihazlardan gelen veri çok değişik formatlarda görsellenerek verilerin ağ üzerinde "canlı" hale gelmesi sağlanacaktır. Bu fabrika içindeki ağla bilgi alışverişinde bulunan her cihazın bir IP numarasına sahip olmasını ve TCP/IP protokolünde haberleşmesini gerektirecektir. Doğru Firewall korulması ile bu bilgiler yalnızca yerel olarak değil Internet erişimine sahip her yerden izlenebilir hale gelecektir. Kuşkusuz bu eğilimlerin sonucu olarak, otomasyon sistemlerinin mimarisi ağın yapısına bağlı olarak belirlenecektir.Sırası gelmişken RTU lardan bağımsız olarak kullanılan diğer haberleşme protokollarından da kısaca bahsedelim:PROFIBUS : Profibus geniş kapsamlı üretim ve proses otomasyonu için tasarlanmış üreticiden bağımsız açık saha bus standartıdır. Üretici bağımsız oluşu ve açıklığı uluslararası standartlar olan En 50170, EN 50254 ve IEC 61158 üzerine kurulmuştur. 650'ye yakın üyesi bulunan ve birçok araştırma enstitiüsü tarafından desteklen Profibus, farklı üreticilerin cihazları arasında haberleşme sağlayan ve bunu yaparken herhangi özel bir arabirime ihtiyacı olmayan bir veri yolu olmakla birlikte, yüksek hızlı kritik uygulamalar veya komplex haberleşme işlemleri gibi kullanım alanlarında yaygın olarak uygulanan bir veri yolu sistemidir.CAN BUS : Bosch firması tarafından geliştirilen (seri) veri yolu sistemi olan Controller Area Network veri yolu sistemi, özellikle otomotiv sektörüne yönelik akıllı network sensör ve actuatörler için tasarlanmış ve kısa bir zamanda bu çalışmalarda standart hale gelmiştir. Multi-Master yani bütün CAN noktalarının data iletebildiği ve birkaçınıda eş zamanlı olarak istekte bulunabildiği veri yolu sistemi olan CAN hiçbir abone ya da kullanıcı için herhangi bir adreslemeye sahip olmamakla birlikte öncelikli mesajın iletilmesi şeklinde veri iletir. Bu veri iletişim protokolu en sık Otomotiv ve Medikal endüstrisinde kullanım alanı bulmaktadır.DEVICENET : Allen-Bradley tarafından geliştirilen Akıllı sensör ve aktüatorler için tasarlanmış endüstriyel network yapısı olan DEVICENET "Open DeviceNet Vendors Association " adı verilen üretici bağımsız bir kuruluş tarafından günümüzde gelişimini sürdürmektedir. DEVICENET ile limit switch, fotoelektrik sensör, barkod okuyucu ve motor starterleri gibi düşük seviyeli aygıtlara bağlanılabilir ve PC veya PLC gibi daha üst seviyeli aygıtlarla haberleşme sağlanabilirFOUNDATION FIELD BUS: Özellikle dağıtılmış proses kontrol uygulamaları için dizayn edilen Fieldbus Foundation (organizasyon) olarak dünyadaki otomasyon sistemlerinde yaklaşık %80 'lik bir pazara sahip olan 140 şirketin biraraya gelmesi ile oluşmuştur. Teknolojisi fiziksel katman, haberleşme çatısı ve kullanıcı katmanından meydan gelmektedir.
OSI Modeli ve TCP/IP Modeli
OSI referans modeli 1978 yılında ISO (International Organizations of Standarts)tarafından geliştirilmiş olup, uzun çalışmalar sonucu elde edilen bilgiler ışığındaoluşturulmuştur. OSI modeli değişik işletim sistemlerine sahip makinelerin birbirileriylehaberleşmesine imkân sağlar. Model içerisinde yer alan katmanlardan her biri duyulanihtiyaç üzerine oluşturulmuş ve kendi içerisinde belirli görevleri yerine getirmek içintasarlanmıştır. Tasarım içerisinde yer alan her yapı kendisinden bir üst seviyede bulunandiğer katmana hizmet verecek şekilde oluşturulmuştur.Bu 7 katmanın en altında yer alan iki katman yazılım ve donanım, üstteki beş katmanise genelde yazılım yolu ile çözülmüştür. OSI modeli, bir bilgisayarda çalışan uygulamaprogramının, iletişim ortamı üzerinden başka bir bilgisayarda çalışan diğer bir uygulamaprogramı ile olan iletişimin tüm adımlarını tanımlar. En üst katmanda görüntü ya da yazıseklinde yola çıkan bilgi, alt katmanlara indikçe makine diline dönüşür ve sonuç olarak 1 ve0’lardan ibaret elektrik sinyalleri hâlini alır.Öncelikle gönderilmek istenen veri uygulama “Application”katmanından aşağıya doğru diğer katmanlara hareket eder. Bu işlem sırasında her katmankendi işlemini yürütür ve veri gönderileceği yere kadar bu şekilde gider ve hedefbilgisayarda işlemlerin tersi gerçekleşir. Şekil1.12 ve aşağıda ağın işlemesi için yapmasıgereken beş adımdan oluşan giydirme (encapsulation) işlemelerini görebiliriz. Veri hazırlanır. Kullanıcı bir e-posta gönderiyor olsun, öncelikle alfa nümerik karakterler ağiçerisinde hareket edebilecek veriler hâline dönüştürülür. Noktadan noktaya transfer için veri paketlenir. Veri ağdaki transferi için paketlenir. Bu paketleme güvenli bir haberleşmesağlamak amacıyla segmentler kullanılarak yapılır. Başlığa (Header) ağ IP adresi eklenir.Veri kaynak ve hedef mantıksal adreslerini içeren paket başlığına sahip olanpaketler içerisine konulur. Veri hattı başlığı ve treyleri eklenir. Tüm ağ cihazları paketleri bir çerçeve içerisine konulur. Çerçevelerin ağiçerisindeki bir sonraki cihaza direkt bağlanması sağlanır. Her cihaz ağiçerisindeki kendinden sonraki cihazın ihtiyacı olan çerçevelemeyi yapar. Veri iletim için bitlere dönüştürülür.Çerçeve yapısı veriyi 1’ler ve 0’lara dönüştürürler. Daha sonra cihazların saatfrekanslarının da yardımıyla gönderilmek istenen yere bu şekilde taşınır ve hedefbilgisayarın veya cihazın uygulama katmanında veri orijinal hâline geri döner.OSI ve TCP/IP modellerinin benzerlikleri; Her ikisi de katmanlı yapıdadırlar. Farklı işlevlere sahip olmalarına rağmen her ikisinin de uygulama katmanıvardır. Benzer iletim ve ağ katmanlarına sahiptirler. Devre anahtarlamalı değil paket anahtarlamalı teknoloji kullanılır. Ağ profesyonelleri her iki modeli de bilmek zorundadırlar.OSI ve TCP/IP modellerinin farklılıkları; TCP/IP sunum ve oturum katmanlarını uygulama katmanında birleştirmiştir. TCP/IP OSI’nin veri hattı ve fiziksel katmanlarını tek bir katmandabirleştirmiştir. TCP/IP daha az katmanı olduğu için daha kolay görülür.TCP/IP iletim katmanı UDP kullandığı için veri güvenliği OSI’deki kadarsağlam değildir.
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)