Ethernet Ağları 

20 Kasım 2008 21:37 · oyunlar · Etiketler ethernet ağları

Ethernet Ağları

Ethernet ,kolay kurulumu ,bakımı ve yeni teknolojilere adapte olabilme özellikleriyle günümüzde en çok kullanılan ağ teknolojilerinin başında yer alır. Ethernet ağlarda yola erişim yöntemi olarak CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect ) kullanılır. Bu yöntemde aynı anda birden fazla cihazın aynı yol üzerinden veri göndermesi engellenmiş olur. Veri gönderecek cihaz ilk önce yolu dinler ve eğer yolda herhangi bir veri yoksa kendi verisini yola çıkarır. Eğer iki cihaz aynı anda yola veri çikarmaya çalışırlarsa bu durumda collision(çakışma) olur ve bu iki cihazda hatı bırakır. Ardından yeniden hatta çıkmak için restgele hesaplanan bir süre beklerler. Bu süreyi hesaplamak için kulllanılan algoritmalar “back-off” algoritmaları olarak adlandırılır.

Ethernet ağlarda adresleme için MAC (Media Access Control) adresleri kullanılır. MAC adresleri herbir NIC(Network Interface Card) ‘in içine donanım olarak kazınmıştır ve 48 bitlik bir sayıdır. Bu 48 bitin ilk 24 bit’i bu kartı üreten firmayı tanımlayan koddur. Geriye kalan 24 bit ise o karta ait tanımlayıcı bir koddur. Bir ethernet ağda aynı MAC adresine sahip iki cihaz olamaz. Zaten MAC adresleride dünyada bulunan herbir NIC için tekdir. Örnek bir MAC adresi A0-CC-AC-03-55-B9 şeklindedir.
Aşağıdaki tabloda Ethernet ağlarda tanımlanmış standartları bulabilirsiniz.
Standart Band Genişliği Maksimum Mesafe Kullanılan Kablo

10Base-2 (Thinnet) 10 Mbps 185 metre 50 mho’luk sonlandırıcı ile sonlandırılmış ince koaksiyel kablo.
10Base-5 (Thicknet) 10 Mbps 500 metre 50 mho’luk sonlandırıcı ile sonlandırılmış kalın koaksiyel kablo.
10Base-T 10 Mbps 100 metre Cat 3, Cat 4 ,Cat 5 UTP kablo.
10Base-F 10 Mbps 2 Km Fiber Optik
100Base-TX 100 Mbps 100 metre Cat 5 UTP veya Type 1 STP
100Base-T4 100 Mbps 100 metre Cat 3,Cat 4,Cat 5 UTP
100Base-FX 100 Mbps 450 metre-2 Km Fiber Optik
1000Base-LX 1000 Mbps 440 metre-3 Km Single Mod veya Multi Mod Fiber Optik kablo.
1000Base-SX 1000 Mbps 260 -550 metre Multi Mod Fiber Optik kablo.
1000Base-CX 1000 Mbps 25 metre Bakır kablo.
1000Base-T 1000 Mbps 100 metre Cat 5 UTP
Önemli bir nokta da aslında birbirinden farklı olan Ethernet ile IEEE’nin 802.3 standartının birbirleriyle karıştırılmasıdır.Aslında bu iki teknoloji birbirlerine çok benzerler ve bu yüzden karıştırılırlar. Ethernet DEC ,Intel ve Xerox firmaları tarafından 1980 yılıda duyurulmuştur.
Ethernet standartlarında kullanılan dört farklı tipte çerçeve (frame) mevcuttur. Bunlar;

· Ethernet_II
· Ethernet_802.3 (Novell Uyumlu)
· IEEE 802.3
· IEEE 802.3 SNAP (SubNetwork Access Protocol)

Yukarıdaki dört çerçeve tipi de Ethernet ağlarda kullanılabilir. Fakat bu çerçeve
tipleri birbirleriyle uyumlu değillerdir. Yani aynı ağda farklı çerçeve tiplerini kullanan iki cihaz haberleşemezler. Bu iki cihazın birbirleriyle haberleşebilmeleri için enkapsülasyon (encapsulation)işleminin yapılması gerekir. Yani çerçeve tiplerinin birbirlerine dönüştürülmesi gerekir. Şimdi sırasıyla bu çerçeve tiplerini inceleyelim.

1. Ethernet_II :

Bu çerçevedeki Preamle kısmı 64 bit uzunlupunda olup senkronizasyon için kullanılır. DA(Destination Address) ,hedef adresi gösterir ve 6 byte uzunluğundadır. SA(Source Address) kısmında ise gönderenin 6 Byte uzunlupundaki MAC adresi bulunur. EType (Ether-type) kısmında ise 2 Byte’lık bir değer bulunur ve bu değer taşınan verinin hangi protokole ait olduğunu belirtir. Örneğin IP için bu değer 0800 ‘dür. Üst kasman verisi kısmında ise bir üst katmandan alınan veri bulunur. Çerçevenin sonunda bulunan 4 Byte ‘lık CRC ise hata sezme algoritmaları kullanılarak hesaplanmış bir değerdir ve karşı taraf bu değere bakarak çerçevenin doğru iletilip iletilmediğini anlar.

2. Ethernet_802.3 :

Bu çerçeve tipi yukarıda anlatılan Ethernet_II tipine çok benzer . Tek farkı bu çerçevede üst katman’dan alınan verinin başında 2 Byte uzunluğunda bir null-checksum bulunur.

3. IEEE 802.3:

Endüstride Ethernet_802.2 ve Cisco’nun adlandırmasıyla SAP ,802.2 başlık bilgisi
ile DSAP(Destination SAP) ve SSAP(Source SAP) bilgisini içerir. Buradaki DSAP kısmı 1 Byte uzunluğunda olup hedef servis erişim noktasının değeridir. SSAP ise yine 1 Byte uzunluğunda olup kaynak servis erişim noktasını gösterir. Control kısmı ise 1 veya 2 Byte uzunlupunda bir değer olup LLc katmanındaki bağlantının connection-oriented mi yoksa connectionless mi olduğunu gösterir.

4. IEEE 802.3 (SNAP) :

Endüstride Ethernet_SNAP olarak bilinen bu çerçeve formatında 802.2 çerçeve başlığına 5 Byte uzunluğunda SNAP bilgisi eklenmiştir. Bu çerçevedeki Vendor Code kısmında 3 Byte uzunluğunda bir değer bulunur ve bu kod üreticiyi tanımlayan bir koddur.Type kısmında ise 2 Byte’lık bir değer bulunur ve çerçevede taşınan verinin ait olduğu protokolu belirtir.

Connection-Oriented ve Connectionless Protokoller

- Connection -Oriented (Bağlantı - Temelli) Protokoller : Bu protokoller iki uç nokta arasındaki
veri iletimini güvenli ve garantili bir şekilde sağlar. Yani verinin gidip gitmediğini ,gitdiyse verinin doğru gidip gitmediğini kontrol eder. Eğer veri yanlış iletilmişse karşı taraftan verinin doğrusunu istemekte bu protokollerin görevidir. Bu protokollerin genel karakteristik özellikleri ise şöyledir.
Session Setup :İki uç sistem arasında iletişime başlamadan önce sanal
bir devre kurulur.
Acknowledgements : Gönderen tarafa verinin iletildiğine dair bir
mesaj yollanır.
Sequencing : Gönderilen çerçevelerin iletim ortamında kaybolup
kaybolmadığı kontrol edilir.
Flow Control : Veri gönderim hızını kontrol eder. Bir uçtaki sistem
diğer uçtaki sisteme veri gönderim hızını yavaşlatmasını söyleyebilir.
Keepalives :Veri iletiminin olmadığı zamanlarda bağlantının
kopmamasını sağlar.
Session Teardown : Uç sistemlerden gelen bağlantı kesme istekleri
doğrultusunda aradaki sanal devreyi koparır.
- Connectionless (Bağlantısız) Protokoller : Bu protokoller veriyi gönderir
fakat gönderilen verinin doğru yere gidip gitmediğini ,doğru gidip gitmediğini kontrol etmezler. Peki bu protolkolleri kullanmanın bize ne faydası var? En önemli faydası gönderilen verilere kontrol bitlerini eklemedikleri ve verinin doğru gidip gitmediğini kontrol etmedikleri için hızlıdırlar.

IEEE Data Link Altkatmanları

IEEE ,OSI’nin Data Link katmanını LLC(Logical Link Control) ve MAC (Media Access Control) olmak üzere iki alt katmana ayırmıştır. Böylece aynı network kartı ve kablosu üzerinden birden fazla protokol ve çerçeve tipi iletişim kurabilir. Şimdi kısaca bu katmanları inceleyelim.
1. LLC (Logical Link Control) Katmanı:Network katmanı ile donanım arasında transparan bir arayüz sağlar. Bu katmanda protokoller çerçeve içindeki bir byte’lık SAP(Service Access Point) numarasıyla adreslenir. Örneğin SNA ‘nın SAP numarası 04,NETBIOS ‘un Sap numarası F0 ‘dır. Bunun haricinde LLC üst katman protokollerine connection-oriented veya connectionless servis verebilir. Bu servisler type 1,type 2 ve type 3 kategorileri olarak adlandırılırlar.
2. MAC (Media Access Control) Katmanı :NIC kartlarını kontrol eden sürücüler (driver) bu katmanda tanımlıdırlar. Bu sürücüler protokollerden bağımsız çalışırlar ve taşınan çerçevede hangi protokolun olduğunu dikkate almazlar.
Half-Duplex ve Full-Duplex Haberleşme
Half -Duplex iletişimde ,iletişimin yapildigi iki sistem arasinda ayni anda sadece bir tanesi iletim yapabilir. Diger sistem bu sirada karşi sistemden gönderilen verileri almakla meşguldür.
Full-Duplex iletişimde ise her iki sistem de ayni anda veri alip gönderebilirler.

Layer -2 Switching

Layer-2 Switching ,donanım tabanlı bir filtreleme yöntemidir ve bu yöntemde trafiği filtrelemek için NIC kartlarının MAC adresleri kullanılır. Layer-2 switching ,filetreleme için Network katmanı bilgilerinin yerine çerçevelerdeki MAC adreslerini kullandığı için hızlı bir yöntemdir. Layer-2 switching kullanmanın en önemli amacı ,ağı collision domain’lere bölmektir. Böylece ağ ortamı daha verimli kullanılmış olur. Switch kullanarak ağ ortamını segmentlere bölebilirsiniz. Böylece ağdaki collision domain sayısını arttırarak collision’u azaltmış olursunuz. Fakat switch kullanılarak yapılan segmantasyon işleminden sonra bile mevcut ağ tek bir broadcast domain olarak kalır. Yani yapılan tüm broadcast mesajlar ağın tamamını etkiler. Eğer ağı birden fazla broadcast domain’e bölmek istiyorsanız o zaman segmentasyon işlemi için router kullanmalısınız.
Layer-2 switching ‘in başlica üç fonksiyonu vardir. Bunlar ;
- Adres Ögrenme :Layer -2 swicth ve bridge’ler ,herbir arayüzlerinden aldıkları çerçevelerin kaynak adreslerini öğrenerek bu adresleri kendi MAC veritabanlarına kayıt ederler.
- İletme/Filtreleme Kararı witch , arayüzlerinden aldığı herbir çerçevenin hedef adresine bakar ve bünyesinde bulundurduğu MAC veritabanına bakarak bu çerçevenin hangi arayüzünden çıkarılacağına karar verir.
- Döngüden Kaçınma :Eğer ağdaki switch’ler arasında birden fazla bağlantı varsa ,bu switchler arasında bir dönğü ağı oluşabilir. Bu durumu önlemek için STP (Spanning Tree Protocol) protokolu kullanılır.

STP (Spanning Tree Protocol)

STP protokolü birden fazla link üzerinden birbirine bağlanmış switch’ler arasında bir ağ döngüsü olmasını engeller. Bunun için , kullanılan yedek linkleri kapatır. Yani STP ağdaki tüm likleri bularak bu linklerin yedek olanlarını kapatıp döngü oluşmasını engeller. Bunu gerçekleştirmek için ağ üzerindeki switch’lerden bir tanesi “root bridge” olarak seçilir. Bu switch’in portları da “designated port” olarak adlandırılır. Bu portlar üzerinden trafik alış verişi olur.Ağdaki diğer switch’ler ise “nonroot bridge” olarak adlandırılır.Root switch , ağ üzerinde daha düşük öncelikli ID’ye ve MAC adresine sahip olan switch olur.Root switch’in dışındaki switch’ler kendileri ile root switch arasındaki en düşük cost değerine sahip yolu seçerler. Bu yolun haricindeki diğer yollar yedek olarak kalır ve birinci yol aktif olduğu müddetçe bu yollar kullanılmaz. STP protokolü , BPDU (Bridge Protocol Data Unit) tipinde çerçeveler kullanır.

LAN Switch Tipleri

LAN’larda kullanılabilecek üç tip anahtarlama modeli vardır. Bunlar;
- Store and forward
- Cut-through
- Fregment Free
Store and forward modelinde bir çerçevenin tamamı tampon belleğe alınır. CRC’si kontrol edilir ve daha sonra MAC tablosuna bakılarak iletilmesi gereken arayüze gönderilir. Cut-through modelinde ise alınan çerçevelerin tamamının tampon belleğe gelmesi beklenmeden sadece çerçevedeki hedef adrese bakılır ve MAC tablosundaki karşılığına bakılarak uygun arayüzden çıkartılır. Fregment Free modelinde ise çerçevenin ilk 64 byte’ına bakılır ve daha sonra MAC tablosundaki karşılık gelen arayüzden çıkarılır.

xXx SüperTeklif'e üye ol, sen de kazan! xXx

1 yorum