Ag Kontrol Komutlari ve İnternet iletişim kuralları dizisi (TCP/IP)

[s.aybars]

Yeri burasi olmayabilir, ama Bilgisayar islemleri icin konu goremedim o yuzden buraya kayit ettim. Uzun sure once yazmisdim Turkce.

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. Bu fazlalığın, dünya internet trafiğinin %15 gibi bir kısmını oluşturduğu tahmin edilmektedir.

IP adreslerinin organizasyonu
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) 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 255.255.0.0)
  • 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)

• 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 olarak yollanabilir ve birkaç saniye içinde o bilgisayar internete girmeye hazırdır!

Paket yönlendirmesi
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 üzeri dört milyar) 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.



Komut OS/işletim sistemi Ayrıntılar
arp Windows/Unix ARP mac adres/IP işletiyor adres masasina
arp -a Windows/Unix ARP mac adres/IP listeliyor adres masasina. (belki /usr/sbin/arp -a)
arp -an Unix ARP mac adres/IP listeliyor adres masasina DNS'siz;
ping Unix/Windows Ag uzerinden paket gonderiyor, deneme yapmak icin.
traceroute Unix Bir yol izliyor ag uzerinden hosta.
tracert WindowsBir yol izliyor ag uzerinden hosta.

örnekler

Benim su anki kampusumden cok daha uzakdaki kampuse Unix makinasyla yol goster baglanmak icin(DES Unix kutusu)
lobster% /usr/sbin/traceroute tiger.wmin.ac.uk
traceroute to tiger.wmin.ac.uk (161.74.186.180), 30 hops max, 40 byte packets(yani 30 tane hop en fazla, 40 byte paketli)
1 dolphin (161.74.48.5) 0.453 ms 0.352 ms 0.444 ms
2 ncs-03-16-cs01.wmin.ac.uk (161.74.32.1) 1.000 ms 1.063 ms 0.826 ms
3 hra-lg-04-cs01.wmin.ac.uk (161.74.58.2) 3.162 ms 1.587 ms 1.370 ms
4 tiger.wmin.ac.uk (161.74.186.180) 1.218 ms 1.389 ms 1.023 ms

Daha fazla ornek ve Unix isletim sistemleri ile ilgili konular icin kisisel agimdan yararlanabilir irkdaslarim:
Benim internetdeki evime hoşgeldiniz - Unix

[s.aybars]

Open Systems Interconnection (OSI) modeli ISO (International Organization for Standardization) tarafından geliştirmiştir. Amaç iki bilgisayar arasındaki iletişimin nasıl olacağını tanımlamaktır.
İlk olarak 1978 yılında ortaya çıkarılan bu standart 1984 yılında yeni bir düzenlemeyle OSI (Open Systems Interconnection) başvuru modeli olarak yayımlanmıştır. Bu model kısa sürede kabul görerek yaygınlaşmış ve ağ işlemleri için bir kılavuz olmuştur.

OSI öncesindeki dönemde, yalnızca bilgisayar donanımı üreten kuruluşlara özgü ağlar vardı. Örneğin IBM'in SNA ile DEC'in DECnet'i gibi. Bu ağların özellikleri, çoğunlukla yalnızca o üreticinin donanımının kullanılmasına izin verecek (ya da en azından başka ürünlerin bağlanmasını zorlaştıracak) biçimde tanımlanmıştı. Onlardan ayrı olarak OSI, çeşitli üreticilerin ürünlerinin bağlanabileceği bir ağ için, bir sektör etkinliği olarak ortaya çıkmıştır.
OSI Modeli herhangi bir donanım ya da bilgisayar ağı tipine göre değişiklik göstermemektedir. OSI'nin amacı ağ mimarilerinin ve protokollerinin bir ağ ürünü bileşeni gibi kullanılmasını sağlamaktır.
ISO standartlarının ağ üzerindeki iletişimi sağlarken karmaşık bir yol izlediği bir gerçektir. ISO standartı yedi katmana (alt göreve) ayrılmıştır. OSI modeli olarak bilinen bu yedi katman şunlardır: