Hafta 1: Bus Topology'leri ve Ethernet

Amaçlar:

Giriş

Bir network (ağ) oluşturmanın ana nedeni kaynaklara birden çok kişinin erişmesini sağlamaktır. Kaynaklar (resources), bilgisayarlara bağlı yazıcılar, sabit diskler üzerindeki dizinler ve dosyalar olabilir.

Topology Nedir?

Topology (yerleşim ve bağlantı biçimi), bilgisayarların birbirine nasıl bağlandıklarını tanımlayan genel bir terimdir. Yaygın olarak kullanılan topology türleri şunlardır:

Bus topology, bilgisayarların bir ana kablo ile birbirine bağlandığı şekildir. Ring topology ise bir halka biçiminde bilgisayarların birbirine bağlanmasıdır. Star topology ise bilgisayarların bir merkezi aygıt aracılığıyla birbirine bağlandığı şekildir. Mesh topology ise bütün bilgisayarların birbirine bağlandığı bir bağlantı biçimidir.

Mesh topology'nin yaygın olarak kullanılmadığını görüyoruz. Bunun nedeni gereksiz yere çok sayıda bağlantının yapılmasıdır. Günümüzde en yaygın olarak Star topology türünün seçildiğini görüyoruz. Bunun başlıca nedeni merkezi bir aygıttan dağıtılan kablolama şekli, fiyat ve performans gibi özelliklerdir.

Bus Topology

Bus yerleşim biçimi doğrusal bir hat olarak bilinir. Bütün makinelerin tek bir kabloya bağlı oldukları bir ağ türüdür.

Şekil: Bus topology

Bus topology için söylenebilecek bütün teknik ayrıntılar Ethernet teknolojine bağlıdır.

Ethernet

1973 yılında Bus topology üzerine kurulu bir network teknolojisi geliştirildi. Ethernet. Ethernet, o zamanki haliyle 3 Megabit hızında veri iletişimi sağlayan ve coaxial kablo ile sağlanan bir network yapısıydı.

IEEE ve 802 Standartları

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), endüstri standardı oluşturan bir kurumdur. 1970’li yıllarda LAN’lar standartlaşmaya başlayınca IEEE’de Project 802 adlı LAN standardını oluşturdu.

Tablo: IEEE 802 Katagorisi

802.1

Internetworking-Üst katman LAN protokolleri.

802.2

Logical Link Control

802.3

CSMA/CD

802.4

Token Bus LAN

802.5

Token Ring LAN

802.6

MAN (Metropolitan Area Network)

802.7

Broadband Technical Advisory Group

802.8

Fiber-Optic Technical Advisory Group

802.9

Integrated Voice/Data Networks

802.10

Network Güvenliği

802.11

Kablosuz Network

802.12

Demand Priority Access LAN, 100BaseVG-AnyLAN

802.13

Kullanılmıyor.

802.14

Cable Modemler.

 

Ethernet Nasıl İşliyor

Ethernet, verilerin kabloyla iletilmesi sağlayan bir teknolojidir. Bu iletimde CSMA/CD tekniği kullanılır. Bu erişim yönteminde network üzerindeki bütün bilgisayarlar network kablosunu sürekli kontrol ederler. Kablonun boş olduğu algıyan veriyi gönderir. Bu arada eğer kabloda veri varsa o zaman veri hedefine ulaşıncaya kadar beklenir. İki bilgisayarın paketleri kabloda karşılaşırlarsa çarpışma (collision) oluşur.

Veri Paketleri

Network içinde bilgisayarlar arasında yapılan veri transferinde veriler paket (packet) denilen küçük parçalara bölünür. Paketler bilgisayarların kabloyu paylaşmasını sağlar. Ayrıca veri transferinde hata oluştuğunda da yalnızca bozulan paketler yeniden gönderilir.

Bir Ethetnet paketi dört parçadan oluşur:

MAC bilgisi hem kaynak hem de hedef için tutulur. CRC ise veri iletiminin kontrolü sağlar.

 

MAC (kaynak)

MAC (hedef)

Data

CRC

MAC Adresi

Ethernet networklerinde her bilgisayarı tek bir adresi vardır. Buna node denir. Ethernet networkünde bu bilgi 48-bitlik MAC adresidir. Her network kartı (network adaptör) tek bir MAC adresine sahiptir. 48-bitlik adres bilgisi 2^48 (281,474,976,710,656) olası adres bilgisinin oluşturulmasını sağlar. Bunun diğer bir anlamı da bir Ethernet networkünde 281 trilyon makine bulunabilir.

MAC adresleri IEEE tarafından rezerve edilerek üretici firmalar verilir. Böylece dünya üzerinde iki aynı MAC adresinin olması engellenir.

İPUCU: Bilgisayarın network kartının MAC adresini görmek için Windows 9x ortamında Winipcfg.exe, Windows NT/2000 ortamında ise ipconfig.exe programlarını Run mönüsünden çalıştırmanız yeterlidir.

MAC Adreslerini Kullanmak

MAC adresleri network üzerindeki her bilgisayarın hangi paketi işleyeceğini belirler. Bir bilgisayar bir data paketini gönderdiğinde, paket her iki yönde de ilerler. Bu sırada diğer bilgisayarlar ağı dinler ve paket üzerindeki MAC adresinin kendi MAC adresleri olup olmadığını kontrol ederler. Bilgisayar kendi

MAC adresine sahip bir paketi gördüğünde, paketi açar ve verileri işlemeye başlar.

İPUCU: Network kartları ayrıca NIC (Network Interface Card) olarak adlandırılır.

CRC Hata Kontrolü

Data paketleri içindeki CRC kodları Ethernet ağındaki veri transferinde sağlama (verilerin iletilip iletilmediğini) kontrolünü yapar. Ethernet paketi yaratıldığında gönderen bilgisayar özel bir hesaplama yaparak sonucunu pakete Cyclic Redundancy Check olarak ekler. Alan makine de paketi açar ve aynı hesaplamayı yapar. Sonucu aynı olması veri transferinin hatasız olduğunu gösterir.

CSMA/CD

Ethernet networkleri belli bir anda kabloyu hangi bilgisayarın kullanacağını CSMA (Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection) tekniğiyle belirler. Bu teknikte paket gönderilmeden önce kablo kontrol edilir. Diğer bir iletişimin oluşturduğu trafik yoksa iletişime izin verilir.

İki bilgisayarın birden kabloyu kullanmaya çalışması collision olarak adlandırılır. Her ikisinin de trafiği kaybolur.

Bu durumda; sabah bilgisayarının başına gelen yüz kişinin oluşturduğu trafik nasıl karşılanacak. Bu durumda CSMA sistemi beklemelere yol açacak. Network adaptörleri veri gönderimini sürekli yenileyerek (ve bant genişliğinin büyük bir kısmını adı geçen çakışma işlemleriyle harcayarak) iletimi sürdürür.

Termination (Sonlandırma)

CSMA/CD networklerinde bus olarak tanımlanan kablonun iki ucunun sonlandırılması gerekir. Sonlandırıcılar, bakır kablo üzerinde elektrik sinyaller olarak taşınan paketlerin kablonun bittiği yerde gücünün alınması gerekir. Bu işlem elektrik sinyallerinin geri dönmesini (yansımasını) önler. Bu yansıma işlemine reflection denir. Yansımanın önüne geçişmeseydi, kablonun sonuna çarpıp dönen sinyaller yeniden bir trafik oluştururlar. Sonlandırıcılara terminating resistor denir.

Ethernet Kablolama Sistemleri

IEEE 802.3 komitesi tek bir kablolama türü yerine değişik kablolama çözümlerine sahiptir.

Coaxial Kablo

Coaxial kablo bir iletken metal telin önce plastik bir koruyucu ile, ardından bir metal örgü ve dış bir kaplamadan oluşur. Bu koruma katları iletilen verinin dış etkenlerden korunmasını amaçlar. Bu dış etkenlere electrical interference denir.

Aşağıdaki tabloda IEEE 802.3 network standartları yer almaktadır:

Tablo: IEEE 802.3 Network kablolama standartları

 

10Base2

10Base5

 10BaseT

10BaseFL

Yerleşim biçimi

Bus

Bus

 Star Bus

Star Bus

Kablo tipi

 RG-58 (thinnet koaxial)

 Thicknet

 Katagori 3, 4, 5 UTP

Fiber-optik

Network kartına bağlantı tipi

 BNC T Konnektör

DIX ya da AUI konnektör

 RJ-45

 

Terminatörrezistansı

 50 ohm

50 ohm

uygulanamaz

 

 İmpedans

 50 ohm

 50 ohm

85-115 UTP 135-165 STP

 

Maksimum segment uzunluğu

185 m

500 m

100 m

2000 m

Maksimum bağlı segment

5-4-3 kuralı

 5-4-3 kuralı

5-4-3 kuralı

 

 Maksimum toplam network uzunluğu

925 m

 2460 m

 sınırsız

 

Her segment’te maksimum bilgisayar

30

 100

 

 

Tablo: Kabloların diğer özellikleriÖzellik Ethernet Değeri

Özellik

Ethernet DEğeri

10 Base5

10 Base2

  1Base5

10BaseT

Hız (Mbps)

10

 10

 10

 1

10

Sinyal İletimi

Baseband

Baseband

Baseband

Baseband

Baseband

Maksimum segment uzunluğu

500

 500

  185

250

100

Medya

50-ohm koaksiyel (thick)

50-ohm koaksiyel (thick)

50-ohm koaksiyel (thin)

 UTP

UTP

Yerleşim biçimi

 Bus

Bus

Bus

Bus

Star

 Ethernet ve IEEE 802.5 frame’leri aynı yapıya sahiptirler.

Ethernet 802.3 Frame Özellikleri

FSD (Preamble and Start of Frame Delimeter

8 bayt uzunluğundaki bu bilgi Ethernet adaptörü tarafından üretilir. Veri iletimine başlanacağını belirtir.

Destination Address

Network Interface Card (NIC) ve network yöneticisi tarafından atanan network adresi.

Source Address

Network Interface Card (NIC) ve network yöneticisi tarafından atanan network adresi.

Length

Veri alanının uzunluğu (2 bayt)

Data and Pad

Paket başlangıcını network’e yayınlar.

FCS (Frame Check Sequence)

Hata kontrolü sağlar.

  

10Base5

10Base5 network standardı 10 Mbps hızındadır. Baseband ve 500 metre segment uzunluğuna sahiptir. Bu network thick koaxial (RG-8) ya da thicknet olarak anılır. Her segment’te 100 bilgisayar olabilir.

Hız: 10 Megabit/saniye

Sinyal türü: Baseband. (Kablo üzerinde tek bir sinyal var).

Uzaklık: 500 metre.

İPUCU: 10Base5 yazımında 10 değeri 10 Megabit hızı, Base sözcüğü Baseband iletim türünü, 5 değeri ise 500 metre mesafeyi göster.

İPUCU: Segment bir networkün ana omurgasını (kablosunu) adlandırmak için kullanılan genel terimdir.

Baseband/Broadband

Bir network kablosu üzerinde verilerin iletilmesi iki şekilde olur: Baseband ve broadband. Baseband sisteminde kablo üzerinde tek bir sinyal gönderilir. Kablolu televizyonlar ise broadband iletime bir örnektir.

Her Segment İçin 500 Metre

10Base5 networkünde tek bir kablonun uzunluğu (segment) 500 metredir.

Kabloya Bağlantı

10Base5 networklerinde network adaptörü bir AUI konnektörü ile kabloya bağlanır.

External receiver aygıtı sayesinde kablo AUI konnektörüne bağlanır. Network adaptörü ile transceiver arasında 50 metrelik bir uzunluk olabilir.

10Base5 Özet:

Hız: 10 Megabit/saniye.
Sinyal türü: Baseband
Mesafe: 500 metre/segment.
Kalın coaxial kablo.
Thick Ethernet.

10Base2

Bu network thin koaxial ya da thinnet olarak anılır. Veri iletim hızı 10Mbps dir. Segment uzunluğu maksimum 185 metredir. Segment üzerinde maksimum 30 bilgisayar bulunabilir.

Bağlantı birimi olarak BNC birimleri kullanılır.

Thinnet network genellikle bus yerleşim biçimi olarak kurulur. Bu network’te transceiver yerine T konnektörler ile network kartları kullanılır.

10Base2 Özet:

Hız: 10 Megabit/saniye.
Sinyal türü: Baseband
Mesafe: 185 metre/segment.
Kalın coaxial kablo.
Thin Ethernet.

Repeater

10Base5 ve 10Base2 networklerinin kablo uzunluğu limiti birçok ortamdan onların kullanılamamasına neden olur. Bu nedenle iki segmenti birbirine bağlamak için repeater denilen aygıtlar kullanılır.

Repeater'lar networkün uzunluğunu artırır. Böylece networke bağlanan aygıt sayısını artırır.

Şekil: Repeater

Şekilde görüldüğü üzerine iki ayrı 185 metrelik segment repeater ile birleştirilir.

5-4-3 Kuralı

Bir thicknet network’ü ençok beş segment’ten oluşabilir. Bu segmentler dört repeater tarafından destekelenebilir. Ve ancak üç segment’a bilgisayarlar bağlanabilir. Kalan iki segment ise yine birer repeater olarak kullanılır.

Büyük network’lerde thinnet ile thicknet birleşimi yapılabilir. Genellikle thicknet’ler bir backbone olarak alt network’ların bağlanmasını sağlar.

Sorular

1. 10 Base2 hangi topolojiyi kullanır?
a) Bus
b) Ring
c) Mesh
d) Star

2. 10Base5 networkünde bir segment ne kadar uzunlukta olabilir?
a) 500 metre.
b) 500 feet.
c) 185 metre
d) 185 feet.

3. 10Base2 networkünde ne tür kablo kullanılır?
a) RJ-45
b) RJ-58
c) RG-45
d) RG-58

4. Hangisi external transceiver aygıtına gereksinim duyar?
a) 10Base2
b) 10Base5
c) Ethernet
d) Bus Topology

5. Bir ethernet Repeater ne yapar?
a) Birden çok segmenti birbirine bağlar ve trafiği birinden diğerine geçirir.
b) Birden çok segmenti birbirine bağlar ve diğer network üzerindeki aygıtlara erişimi sağlar.
c) Networkün gücünü artırır.
d) Networkün gücünü azaltır.


Hafta 2: Ethernet

Amaçlar:

I. Ethernet Teknolojisi

1960’lı yıllarda Hawaii Üniversitesinde CSMA/CD erişim yöntemi geliştirilerek bir LAN oluşturulmuştur. Bu temelin üzerine 1975 yılında OSI Fiziksel ve Veri Bağlama katmanı uyumlu ve IEEE’nin 802.3 spesifikasyonu temelinde ilk Ethernet ürünü geliştirilmiştir.

Ethernet orijinal olarak 1 Mbps hızındadır ve erişim yöntemi olarak da CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) tekniğini kullanır. İki bilgisayar network üzerinde sinyal göndermeye çalıştığı anda collision oluşur. Collision’u ilk farkeden bilgisayarın gönderimi durdurulur. Rastgele bir süre sonra (genellikle birkaç milisaniye) bütün bilgisayarlar tekrar veri yollamak için network’e çıkarlar. Network’ü dinledikten sonra eğer “temizse” iletişime geçerler.

A. Ethernet’in Temelleri

Ethernet teknolojisinin temel özellikleri şunlardır:

Özellik

Değeri

 Yerleşim biçimi

Bus (Doğrusal yol) ve Star bus

Mimari tipi

 baseband (ana bant)

Erişim yöntemi

CSMA/CD

Spesifikasyon

IEEE 802.3

 Transfer hızı

10 Mbps – 100 Mbps

 Kablo tipi

Thicknet, thinnet ve UTP

  B. 10 Mbps IEEE Standardı

Ethernet teknolojisinin dört ayrı tipi vardır:

10BaseT

1990 yılında IEEE komitesi Ethernet üzerinde 802.3 standardını geliştirmiştir. 10BaseT olarak adlandırılan bu standart 10 Mbps hızında, Baseband ve Twisted-pair kablo ile gerçekleştirilir.

10BaseT, UTP ya da STP kabloyu kullanabilir. Yerleşim bus ya da star bus olabilir. Bir 10BaseT segmenti maksimum 100 m (328 feet) olabilir.

10BaseT network’lerinde hub, patch panel kullanılarak segmentler arasında bağlantı sağlanır.

NOT: Bu dokümanlar Faruk Çubukçu tarafından hazırlanmıştır. Ticari amaçlı olarak kullanılmaz. Daha fazla bilgi için www.farukcubukcu.com adresine bakınız.

5-4-3 Kuralı

Bir thicknet network’ü ençok beş segment’ten oluşabilir. Bu segmentler dört repeater tarafından destekelenebilir. Ve ancak üç segment’a bilgisayarlar bağlanabilir. Kalan iki segment ise yine birer repeater olarak kullanılır.

Büyük network’lerde thinnet ile thicknet birleşimi yapılabilir. Genellikle thicknet’ler bir backbone olarak alt network’ların bağlanmasını sağlar.

10BaseFL

10BaseFL standardı 10 Mbps hızında ve baseband bir network’ün fiber-optik kablo üzerine gerçekleştirilmedir. Bu network tipinde segment uzunluğu 2000 metredir.

C. 100 Mbps IEEE Standart

100 Mbps standardı daha hızlı bir network gereksinimini karşılamak için geliştirilmiştir. 100 Mbps standardı iki standart olarak kaşımıza çıkar:

100BaseVG-AnyLAN network teknolojisi Ethernet ve Token Ring mimarilerini destekler. 100BaseVG-AnyLAN network’lerin genel özellikleri şunlardır:

100BaseX Ethernet (Fast Ethernet) teknolojisi ise UTP Katagori 5 kablo yapısını kullanır ve CSMA/CD erişim yöntemini kullanır. Bu network yönteminde ise üç ayrı ortam kullanmak mümkündür:

II. Star Topology

Çok yaygın olarak kullanılan bu yerleşim biçiminde her bilgisayar merkezi bir hub ya da concentrator birimine ayrı bir kablo ile bağlıdır. Bus yerleşim biçiminde kablo üzerindeki bir sorunun bütün kullanıcıları etkilemesinden dolayı Star yerleşim daha fazla kullanılmaktadır.

Star yerleşim biçimi günümzüde Ethernet ve Token Ring network’lerinde yaygın olarak kullanılır.

NOT: Bu dokümanlar Faruk Çubukçu tarafından hazırlanmıştır. Ticari amaçlı olarak kullanılmaz. Daha fazla bilgi için www.farukcubukcu.com adresine bakınız.

Star yerleşim biçiminde bilgisayarlar merkezi biçimde konuşlandırılan bir hub’a bağlı olarak çalışırlar. Bilgisayarlar tarafından üretilen sinyaller önce hub’a ulaşırlar ardından diğer bilgisayarlara ulaştırılırlar.

Star yerleşim biçimde bütün bilgisayarlar bir hub’a bağlıdır. Diğer bir deyişle bütün bilgisayarlara hub’tan bir kablo çekilir. Bu merkezi dağıtım sistemi yıldız yerleşim biçimde her bilgisayara özel bir kablo çekilmesini böylece herhangi bir kablo arızasının sadece o bilgisayarı etkilemesi sağlar. Böylece tüm network çökmez. Ancak merkezi dağıtım birim hub’ın bozulması durumunda ise bütün network çöker.

Şekil: Star Yerleşim Biçimi

Fiziksel Star-Wired Ring yerleşim biçimide ise birden çok hub kullanılır. Hub’a bağlı bilgisayarlar Star yerleşim biçimini oluştururlar.

Bu yerleşim biçimin şu üstünlükleri vardır:

Bu yerleşim biçiminin zayıf yönleri ise şunlardır:

A. UTP

UTP (Unshielded Twisted-Pair), 10BaseT network’lerde ve diğer LAN ortamlarında yaygın olarak kullanılan kablodur. Maksimum UTP kablo uzunluğu 100 m dir. UTP kablo iki izoleli bakır kablodan oluşur. UTP kablolar ayrıca telefon sistemlerinde de kullanılır.

UTP kabloların beş standardı vardır:

Katagori

Açıklama

Katagori 1

Ses iletiminde kullanılır

Katagori 2

4 Mbps veri iletiminde kullanılır

Katagori 3

0 Mbps veri iletiminde kullanılır

Katagori 4

16 Mbps veri iletiminde kullanılır

Katagori 5

100 Mbps veri iletiminde kullanılır

Katagori 2-5 kablolarda 4 çift kablo kullanılır.

UTP kablolarda özel bir koruma olmadığı için en önemli sorun “crosstalk” olarak bilinen karışmadır. Diğer kablolardan veri ya da ses ile karışan veriler doğru olarak iletilemezler. BU nedenle korumalı kablolar olan STP’ler kullanılır.
 

B. Segmentleri Bağlamak

İki segmenti bağlamak için birden çok hub yeterli olmadığında birden çok hub kullanılır. Ancak iki hub aygıtını birbirine bağlamak için standart kablo kullanılmaz. Bu durumda crossover kablo kullanılır. Crossover kablo gönderen ve alan kablo çiftlerini ters çevirir.

III. Trafiğin Yönetimi

Network üzerindeki bilgisayar ve aygıt sayıcı çoğaldıkça, Ethernet networkündeki performans düşer.

A. Bridge’ler

Bridge’ler data-link katmanında çalışırlar. Fazla karmaşık aygıtlar olmayan bridge’ler gelen frame’leri alır ve yönlendirirler. Bridge’ler fiziksel bağlantının yanı sıra network trafiğini kontrol eden aygıtlardır. Bir segment’teki trafiği o segment içinde yerel yaparak sinyallerin daha uzun zamanda yerine gitmesini engellerler.

Şekil: Bridge aygıtı

 

Bridge’ler network trafiğini yönetirler. Bu işlemi yapmak için bridge’ler bağlantıların MAC adreslerini kayıt ederler. Ardından lokal olarak yapılan bağlantılarda diğer segment’lere gidilmesini engellerler.

Bridge’ler local ve remote olabilirler. Local bridge’ler birçok LAN segmenti arasında doğrudan bağlantıyı sağlarlar. Remote (uzak) bridge’ler ise LAN segment’leri arasında telefon hatları aracılığıyla iletişimi sağlar.

Bridge’ler aynı fiziksel-katman ve aynı MAC bilgisini kullanırlar. Farklı protokolleri kullanarak veri iletemezler.

Şekil: Bridge kullanılarak alt network yaratma





 

B. Bridge – Özet

C. Router’lar

Routing verilerin network’ler arasında taşınması işlemidir. Bu işlem brigde’ler tarafından da yapılır. Aralarındaki fark ise bridging işlemi OSI 2. katmanında (data-link) gerçekleşirken, routing işlemi OSI 3. katmanında (network) gerçekleşir.

Router’ler network’leri birbirine bağlayan aygıtlardır. Router ile bağlanacak network’ler aynı üst düzey protokolü kullanıyor olmalıdırlar. TCP/IP, IPX gibi.

Router’ler network’leri bir network numarası ile numaralandırırlar. Network numarası mantıksal bir network’e verilen bir numaradır.

Router aygıtları OSI network ve transport katmanında çalışırlar. Router’lar görevi network’ler arasındaki iletişimi yönlendirmektir. Router’lar internetworking’de şu görevleri üstlenirler:

Router’lar verinin iletiminde en uygun yolu bulurlar. Network trafiğini düzenlerler ve herhangi bit segment’in fazla yüklenmesini engellerler. Bu işleme “load balancing” denir.

Bir router’in görevleri şunlardır:

D. Router – Özet

IV.Sorular

1. Which topology 100 BaseTX use ?
Yanıt: 100 Base TX use a star bus topology
2. What do bridges use to make their decisions?
Yanıt: Bridge make their decisions based on MAC addresses.
3. What is the maximum distance between a 10BaseT and its hub ?
Yanıt: 100 meters.
4. What type of connector that UTP cable use?
Yanıt: RJ-45 Connector
5. What is the maximum segment length in 10Base5 network?
Yanıt: 500 meters.


 

Hafta 3: Ring Topolojileri ve Token Ring

Amaçlar:

I. Token Ring

Token Ring 1980’li yıllarda geliştirilmiştir. Daha sonra IBM tarafından kabul edilmiş ve endüstri standardı olarak kabul edilmiştir. Token Ring netwoklerde network’e erişmek için token denilen bir kontrol bilgisine sahip olmak gerekir.

Token Ring network’ler fiziksel olarak bir Star network görünümündedir. Ancak mantıksal olarak bir ring (halkayı) andırır. Her bilgisayar merkezi bir birime (MSAU) bağlıdır. MSAU her istasyondan aldığı sinyalleri bir sonraki aktararak iletişimi yönlendirir.

Orijinal Token Ring network’ler 4 Mbps’dir. Bugün günümüzde kurulu birçok Token Ring network 16 Mbps hızındadır. Token Ring network’lerde network’e erişecek bir sonraki bilgisyar bellidir. Döngünün yönü istasyon tarafından belirlenir. Collision olmaz. Bu nedenle Ethernet’e göre daha sistemli bir network görünümündedir.

Modern Token Ring network’lerde UTP ve STP kablolar kullanılır.

A. Token Ring/IEEE 802.5

Token Ring 802.5 olarak da bilinir. Bu network’lerde token-passing erişim yöntemi kullanılır. Token adlı bir bilgi network üzerinde dolaşır. Token’a sahip olmak veri göndermeye hak kazanmak anlamındadır.

CSMA/CD erişim tekniğinde verinin gönderileceği zaman ve süresi kesin olmazken, token-passing erişim yönteminde erişim belli zaman içinde yapılır.

Ethernet 802.5 Frame Özellikleri,

SD (Start Delimeter

 Bir token’ın başlangıcını gösterir.

AC (Access Control)

Token-Ring öncelik sistemini belirtir.

FC (Frame Control)

 Paketin veri mi yoksa kontrol mü içerdiğini gösterir.

DA (Destination Address)

6 bayt uzunluğunda hedef adres.

SA (Source Address)

Gönderen istasyonun 6 bayt uzunluğundaki tam adresi

FCS (Frame Check Sequence)

CRC hesaplamasının sonucu.

 ED (End Delimeter)

Frame’in sonunu gösterir.

FS (Frame Status)

Gönderen istasyona iletimin başarılı ya da başarısız olduğunu belirtir.

B. Token Ring Teknolojisinin Özellikleri

Token Ring network’ler fiziksel olarak bir star görünümündedir. Token Ring network’lerde değişik kablo türleri kullanılır. Ancak genellikle UTP kablo kullanılır. Network üzerindeki istasyonlar bir güçlendiriciye (concentrator) bağlıdır. Bu güçlendirici birime MAU (Multistation Access Unit) denir.

MAU’ları çoğu aktif hub olarak adlandırılır. Bu özellik hub üzerindeki herbir çıkışın bir repeater gibi çalışmasını sağlar. Birçok Token Ring network’te Ethernet’te olduğu gibi UTP kablı ve RJ-45 konnektörü kullanılır.

Token Ring sisteminde verilerin iletimini kontrol eden sistem CSMA/CD’den oldukça farklıdır. Token Ring network’lerinde özel bir paket (3 bayt-24 bit) ring üzerinde sürekli döner. Bu bilgiye “token” denilir.

NOT: Bu dokümanlar Faruk Çubukçu tarafından hazırlanmıştır. Ticari amaçlı olarak kullanılmaz. Daha fazla bilgi için www.farukcubukcu.com adresine bakınız.

Token’ı alan istasyon kablo üzerinde veri gönderir. Diğerleri bekler. Verinin ulaştığını kontrol eden istasyon yeni bir token oluşturarak network’e bırakır. Token’a sahip olmayan bilgisayar iletişim yapamaz.

Bunun dışında veri paketleri ise üç tane 8-bit alandan oluşur. Bunlar Starting Delimeter, Access Control, Ending Delimeter.

Bir paketin genel olarak formatı:

Network başlığı

Yönlendirme bilgisi

Veri

Network izleyeni

Network üzerinde gönderilen bilginin bir fiziksel adresi olmalıdır. Bu adres MAC (Media Access Control ) olarak da adlandırılır. Ethernet, IEEE 802.3 ve Token Ring networklerindeki bütün fiziksel adresler 48-bit uzunluğundadır. Bu adres 6 bayt olarak ifade edilir. Böylece 6 bayt kaynak adresi ve 6 bayt hedef adres ortaya çıkar.
 

C. Ring Topoloji

Token Ring network’ler bir yıldız yerleşim biçimi olarak kurulurlar. Bilgisayarlar merkezi bir hub’a bağlanırlar. Ancak bilgisayarlar bir halka üzerinde yerleşmiş gibi birbirleriyle ardışık iletişim kurarlar. Buna mantıksal olarak halka denir.

Şekil: Mantıksal Halka




Fiziksel halka (ring) ise aygıtların network üzerindeki yerleşimini ifade eder.

Şekil: Fiziksel Halka

D. Token Ring’in Temelleri

Bir Token Ring network’ü şu özelliklere sahiptir.

Token Ring network’lerde veri iletiminde farklı bir frame biçimi kullanılır. Token frame’I network’n kontrolünü yaparken veri frame’i de verinin iletimini sağlar. Frame’in veri mi yoksa token’mı olduğu frame’in üzerindeki Media Access Control alanı ile belirlenir.

Token Ring SNA (Systems Network Architecture) ortamında kullanılır.

E. Token Ring’in İşleyişi

Bir bilgisayarın veri iletimi ile ilk token network üzerinde dolaşmaya başlar. Network üzerinde aynı anda bir token dolaşabilir. Veri iletecek bilgisayar kendi token’ını network üzerinde dolaştırarak verisini iletir. Alıcı bilgisayar veri frame’ini yakarlar. Ardından yeni bir token network üzerinde dolaşmaya başlar.

Token Ring mimarisinda bilgisayarlar birer repeater görevi görürler. Sinyalleri yeniden oluşturarak network üzerinde dolaşımını sağlarlar. Bu arada belirtmek gerekirki Token Ring network’ler aktif netwok’türler. Aktif network’lerde ber bilgisayar veri iletiminde rol oynar bu nedenle network üzerindeki bilgisayarlardan birisinin çökmesi bütün network’ü çöktürür.

F. Token Ring ve Ethernet Karşılaştırması

Aşağıdaki tabloda Ethernet ile Token Ring belli özellikler bakımından karşılaştırılmıştır:

 

10Base2

10Base5

 10BaseT

 Token Ring

Yerleşim biçimi

Bus

Bus

 Star Bus

Star Ring

Kablo tipi

RG-58 (thinnet koaxial)

Thicknet

 Katagori 3, 4, 5 UTP

UTP ya da STP

  Network kartına bağlantı tipi

BNC T Konnektör

 DIX ya da AUI konnektör

RJ-45

 RJ-45

Terminatör rezistansı

50 ohm

50 ohm

uygulanamaz

Uygulanamaz

 İmpedans

50 ohm

50 ohm

85-115 UTP 135-165 STP

100-120 UTP150 STP

Maksimum segment uzunluğu

 185 m

500 m

100 m

 45-200 m

Maksimum bağlı segment

 5-4-3 kuralı

5-4-3 kuralı

5-4-3 kuralı

33 MSAU

Maksimum toplam network uzunluğu

  925 m

2460 m

sınırsız

Sınırsız

Her segment’te maksimum bilgisayar

  30

100

 

72-260

    

G. Token Ring Network’te Hız

Token Ring networkler 4 ya da 16 megabits hızında çalışır. Bununla birlikte ring üzerindeki en yavaş aygıt toplam ringin hızını belirler.

H. Token Ring Network’te Hub

Token Ring network mimarisinde kullanılan hub değişik biçimlerde adlandırılır:

Bir IBM MSAU, 10 bağlantı çıkışa sahiptir. Herbir MSAU, UTP ile 72 bilgisayara, STP ile 260 bilgisayarın bağlanmasını sağlar. Bu arada IBM MSAU’lar bir bilgisayarın arızalanması durumunda onu devre dışı bırakarak network’ün çalışmasını devam etmesini sağlarlar.

IBM Token Ring network dolduğunda diğer bir MSAU ile genişletilebilir. Token Ring network’te bilgisayarların hub’a bağlanması için UTP ya da STP kablo kullanılır. Kablo olarak genellikle IBM Type 3 kablo kullanılır.

Kablo tipine göre hub’tan olan uzaklık değişir:

Kablo tipi

Uzaklık

Type 1 IBM kablo

 101 m

STP

100 m

UTP

 45 m

Ayrıca MSAU’ya bağlanmak için patch kablolar da kullanılabilir. Patch kablolar da bilgisayar ile MSAU arasında 45m olabilir.

NOT: Bu dokümanlar Faruk Çubukçu tarafından hazırlanmıştır. Ticari amaçlı olarak kullanılmaz. Daha fazla bilgi için www.farukcubukcu.com adresine bakınız.

II. Sorular

1. Which topologies that Token Ring use?
Yanıt: star (as a fhysical) and ring (as a logical)
2. Which type of cabling that Token Ring use?
Yanıt: Token Ring use UTP or STP cabling.
3. How many nodes that a Token Ring MAU support?
Yanıt: Token ring MAU using STP can support up 260 nodes.
Yanıt: Token ring MAU using UTP can support up 72 nodes

Hafta 4: OSI Modeli

Amaçlar:

I. OSI Modeli

OSI (Open Systems Interconnection) modeli ISO (International Standards Organization) tarafından geliştirilmiştir ve iki bilgisayar arasındaki iletişimin nasıl olacağını tanımlar. İlk olarak 1978 yılında yılında ortaya çıkarılan bu standart 1984 yılında yeniden düzenlenerek OSI (Open System Interconnect) olarak referans modeli olarak yayınlanmıştır. Model yaygın olarak kabul görmüş ve network işlemi için bir kılavuz olmuştur.

OSI Modeli herhangi bir donanım ya da network tipine özel değildir. OSI’nin amacı network mimarilerinin ve protokollerinin bir network ürünü bileşeni gibi kullanılmasını sağlamaktır.

ISO standartları network üzerindeki iletişimi sağlarken karmaşık bir yol izler. ISO standardı yeni katmana (alt göreve) ayrılmıştır. OSI modeli olarak bilinen yedi katman şunlardır:

Tablo: OSI modeli

No

Katman

 İşlevi

7

Application

Kullanıcı uygulamalarına servis sağlar.

6

 Presentation

 Kullanıcı uygulaması için verinin dönüşümünü sağlar. Veriyi yeniden düzenler.

5

Session

Sistemler arasındaki iletişimi sağlar.

4

  Transport

Temel network bağlantısı sağlayan 1 ve 3. katman ile uygulama iletişimini sağlayan 5 ve 7. üst üç katman arasındaki bu katman bu bölümleri birbirinden ayırır.

3

Network

Network bağlantısını düzenlemek, devam ettirmek ve sonlandırmaktan sorumlu.

2

 Data Link

Fiziksel bağlantıyı sağlar. Veri frame’lerini düzenler.

1

Physical

Veri iletimi ortamı düzeyinde verilerin elektrik sinyalleri olarak iletimini sağlar.

   OSI modelinin kullanımını da en önemli şeylerden birisi kendi özel terminolojidir. Bu terminolojiye göre katmanlar ve fonksiyonlar vardır. Her katman bir sonraki katmana veriyi iletirken kendi artı değerini ekler. Taşınacak veriye paket ya da frame denir. “frame”’ler data link katmanı tarafından geliştirilirler. “Datagram”’lar network katmanı tarafından geliştirilirler. “Message”’ler application katmanı tarafından geliştirilir.

Bir network paketi veriyi ve orijinal isteği içerir. Paketler OSI katmanları tarafından geliştirilen birçok frame tarafından çevrelenmiştir. Her frame farklı alanları içerir.

A. Katmanlar (Layer)

OSI modelinde iletişim problemi yedi katman ile çözülmüş. İki bilgisayar sisteminin birbiriyle iletişim kurabilmesi için önce uygulama programın sistemin 7. katmanıyla konuşur. Bu katman 6. katmanla ve böylece ilerler. Ardından iletişim network hattına oradanda diğer sistemin 1. katmanına geçer. Buradan diğer katmanlara yükselir.

Bütün LAN’lardaki teknolojinin anlaşılması için OSI layer olarak adlandırılan yedi katmanlı modeli anlaşılması gerekir. OSI modeli modüler bir mimariye dayanır. Her katmanda belli bir iş yapılırak bir sonraki katmana geçilir.

Şekil: Network üzerinde iki bilgisayarın iletişimi




OSI modeli donanım birimleri bakımından bir ayrım gözetmez. Fiziksel katman bağlantıyı gerçekleştirmek için gerekli her bileşenle uyum içinde çalışır. Bu bileşenler fiziksel medyanın yansıra hub’lar network adaptörleri vb. gibi bileşenlerdir.

Bir OSI katmanı iletişim servisini tanımlar. Katman üzerinde iletişimin kuralları protokoller ile düzenlenir. Bir protokol verinin iletimi sağlar.

Katmanlı model işlemlerin farklı teknolojilerle yapılmasını sağlar. Örneğin farklı kablolama yöntemlerinin kullanılmasının ardından üst katmanlardaki işlemler aynen devam edebilir. Her bir katman bir önceki ya da bir sonraki işlemden haberdardır.
 

 

Katman

Protokol

7

 Application(Uygulama)

Dosya sunucusu

6

Presentation(Sunu)

 

5

 Session(Oturum)

Taşıyıcılar, NETBIOS

4

Transport(Taşıma)

 TCP, SPP

3

Network

IP, Router

2

 Data Link (Veri Bağlantı)

Ethernet, Token Ring köprüleri

1

 Physical(Fiziksel)

Kablolama

B. Katmanlar Arasındaki İlişki

Herbir katmanın görevi bir üst (yüksek) katmana servis sağlamaktır. İki bilgisayar arasındaki iletişimde katmanlar sırasıyla iletişim kurarkar; eş düzeydeki katmanlar aslında doğrudan iletişim kurmazlar ancak aralarında sanal bir iletişim oluşur.

Şekil: İki Bilgisayar Arasında; Katmanlar gerçek (dikey) ve sanal (yatay) arasındaki ilişki

 

Veri bir katmandan diğerine iletilmeden önce paketlere bölünür.Paket bir aygıttan diğerine veri aktarmada kullanılan bir birim veridir. Her katmanda pakete ek bilgiler (formatlama ya da adresleme) eklenir.

Verinin iletimi üst katmandan alt katmana doğru olur. Verinin kablo ile iletimi fiziksel katman tarafından gerçekleştirilir. Diğer bilgisayarda ise önce fiziksel katman ile karşılanan veri üst katmanlara doğru hareket eder.

C. Physical (Fiziksel) Katman

En alt katmandır. Verileri b