İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ I
ÖZET............................................................................................................................................................................ II
ŞEKİLLER LİSTESİ................................................................................................................................III
1. GİRİŞ.................................................................................................................................................................... 1
2. BİLGİSAYAR AĞLARI TEMELLERİ........................................................................................................ 3
3. OSI katmanlarının Tanımlanan Temel Görevleri:...................................................... 4
3.1 Uygulama 4
3. 2 Sunum 5
3. 3 Oturum 6
3. 4 Taşıma 7
3. 5 Ağ 8
3. 6 Veri iletim 9
3. 7 Fiziksel 10
4. TCP/IP (Transmıssıon Control Protocol/Internet Protocol)......................... 11
4. 1 TCP/IP (Transmıssıon Control Protocol/Internet Protocol) 11
4. 2 TCP/IP nin Yapısı 16
4. 2. 1 TCP/IP Katmanları........................................................................................................................17
4. 2. 2 Uygulama Katmanı Programları..................................................................................................17
4. 2. 2. 1 STMP(Simple Mail Transport Protocol):...................................................................................... 17
4. 2. 2. 2 SNMP(Simple Network Management Protokol):........................................................................ 18
4. 2. 2. 3 TELNET............................................................................................................................................. 18
4. 2. 2. 4 FTP (File Transfer Protocol):........................................................................................................... 18
4. 2. 2. 5 FSP(File Send Protocol):.................................................................................................................. 18
4. 2. 2. 6 NNTP (Netwok News Transpor Protocol):.................................................................................... 18
4. 2. 3 Ulaşım Katmanı Protokolü............................................................................................................18
4. 2. 3. 1 TCP(Transmission Control Protocol) :.......................................................................................... 18
4. 2. 3. 2 UDP (User Datagram Protocol):..................................................................................................... 19
4. 2. 4 Yönlendirme Katmanı Protokolleri..............................................................................................19
4. 2. 4. 1 IP(Internet Protokol):....................................................................................................................... 20
4. 2. 4. 2 ICMP (Internet Control Message Protokol):................................................................................ 20
4. 3 TCP/IP Ağ Çalışma Temelleri: 20
4. 3. 1 Adres Verilirken Yapılan Düzenlemeler......................................................................................21
4. 3. 2 ICMP................................................................................................................................................22
4. 3. 3 IP.......................................................................................................................................................22
4. 3. 4 TCP...................................................................................................................................................22
4. 3. 5 UDP..................................................................................................................................................22
5. UYDULAR (Satellite)................................................................................................................................. 23
5. 1 Uyduların Tarihi 23
5. 2 Uyduların Yapısı 25
5. 2. 1 Gövde...............................................................................................................................................25
5. 2. 2 Anten................................................................................................................................................25
5. 2. 3 Tekrarlayıcı.....................................................................................................................................25
5. 3 Ana Yapı: 25
5. 4 Isı Kontrol Sistemi: 26
5. 5 Telemetre, Telekumanda ve Uzaklık Kontrol Sistemi 26
5. 6 Elektrik Enerji Kaynakları: 26
5. 7 Elektronik Bölümü (Transponder) 27
5. 8 uYdu yörüngeleri.................................................................................................................................. 27
5. 8. 1 Yörüngesel Uydular 27
5. 8. 2 Senkron Uydular 28
5. 8. 3 Yörüngesel Paternler 28
5. 9 Bakış Açıları............................................................................................................................................... 29
5. 9. 1 Yükseklik Açısı................................................................................................................................29
5. 9. 2 Azimut..............................................................................................................................................30
5. 10 Yörünge Aralıkları ve Frekans Tahsisi............................................................................ 30
5. 11 Uydu Pozisyonları............................................................................................................................... 31
5. 12 Uydu Sisteminde Bağlantı Modelleri:................................................................................ 31
5. 12. 1 Up-Link: 31
5. 12. 2 Down-Link: 32
5. 12. 3 Transponder 34
5. 12. 4 Çapraz Bağlantı 35
5. 13 Uydu Frekans Bandları:................................................................................................................... 35
5. 14 Uydu Karakteristikleri:............................................................................................................... 35
5. 14. 1 Uydu Linkinde Gecikme 35
5. 14. 2 Değişken GDS'leri 36
5. 14. 3 Gürültü 36
5. 14. 4 Bantgenişliği 36
5. 14. 5 Asimetrik kullanım 37
5. 14. 6 Kesintili bağlantılılık 37
5. 14. 7 Yayın yeteneği 37
5. 14. 8 Coğrafi bağımsızlık 38
5. 14. 9 Link kurma kolaylığı 38
5. 15 Büyük, Alçak ve Orta Yörüngeli (LEO ve MEO) Uydu Sistemleri.................... 38
5. 15. 1 Globalstar 39
5. 15. 2 Iridium 40
5. 15. 3 ICO 40
6. TCP/IP VE UYDULAR...................................................................................................................................... 42
6. 1 SAYISAL İLETİŞİM........................................................................................................................................ 42
6. 2 SAYISAL RADYO............................................................................................................................................. 44
6. 2. 1 Frekans Kaydırmalı Anahtarlama 45
6. 2. 2 Faz Kaydırmalı Anahtarlama 48
6. 2. 3 Dik-Açı (Kuadraür) Genlik Modülasyonu 51
7. SENKRONİZASYON...................................................................................................................................... 51
7. 1 Asenkron veri iletişimi 51
7. 2 Senkron Veri İletişimi 52
8. MODEMLER........................................................................................................................................................ 52
9. UYDU ÇOKLU ERİŞİM DÜZENLEMELERİ.............................................................................................. 53
9. 1 Çoklu Erişim 54
9. 1. 1 Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (FDMA)............................................................................................ 54
9. 1. 2 Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (TDMA)............................................................................................. 54
9. 1. 3 Kod Bölmeli Çoklu Erişim (CDMA).................................................................................................. 56
10. TÜRKİYE’ DE UYDU İLETİŞİM UYGULAMALARI..................................................................58
10. 1 INTELSAT........................................................................................................................................60
10. 2 EUTELSAT.......................................................................................................................................61
10.3 INMARSAT... ....................................................................................................................................61
10. 4 Türksat Uyduları Yararları.............................................................................................................62
10.4.1 Doğrudan TV ve Radyo Yayını................................................................................................62
10.4.2 Telefon Hizmetleri . .................................................................................................................63
10.4.3 VSAT...................... .................................................................................................................63
10.4.4 Banka, Otel ve Hava Yolları Hizmetleri...................................................................................63
Sonuç...........................................................................................................................................................64
Kaynakça....................................................................................................................................................66
Özgeçmiş.....................................................................................................................................................67
1. GİRİŞ
İnsanoğlu, var oluşundan bu yana haberleşme gereksinimi duymuştur. Başlangıçta ilkel yöntemlerle haberleşen insanlar, zamanla yeni haberleşme teknikleri geliştirmişlerdir. Mağara resimleri yerini dumanlara, ateşlere, davullara, kuşlara bırakmıştır. Daha sonra bulunan telgraf ve telefon bunların yerine kullanılmıştır. Radyo link bağlantılarıyla uzak mesafelere iletim yapılmıştır. Yalnız denizaşırı ülkelerle haberleşme zorlukla sağlanmaktaydı. Uyduyla haberleşme fikri böylece çıkmıştır.
Yerçekimi kanunlarının etkisinde kalarak Dünya etrafında dönen cisimlere “uydu” denir.(Norman, 1998) Bir uydunun Dünya merkezine olan uzaklığını, yörüngesinin şekline bağlı olarak sabit veya değişkendir. Başka bir değişle uydu yörüngesi dairesel veya elips şeklinde olmaktadır.
Bir haberleşme uydusu bir çeşit radyo-röle istasyonudur. Dünya yüzeyinden çok yüksekte olduğundan, Dünya üzerinde istenen bir noktaya işareti doğrudan gönderebilir. İletim ortamı olarak senkron uydular kullanılmaktadır ki Dünya etrafında bir dönmesi tam 24 saatte yaptığından, Dünya üzerinde bir noktaya göre hareketsiz kalmaktadır. Bir Dünya gözlemcisine göre, zamanın işlevi olarak, sabit yer işgal eden uyduların oluşturduğu sisteme jeostasyoner uydu sistemi denir. Bu sistemde yörünge dairesel olup, ekvator düzlemini içermektedir. Jeostasyoner uydu sisteminde bulunan uydular senkron uydulardır. Senkron uydular, 36000 km yükseklikte ekvator düzeyi üzerine yerleştirilmişlerdir. Üç senkron uydu ile Dünya’ nın her noktasını görmek mümkündür. (Çölkesen, 1999)
Bir uydu birçok yer istasyonu kullanır. Bir uydudan diğer bir uyduya atlama yoluyla Dünya’ nın her hangi bir noktasıyla bağlantı kurulabilir. Bir yer istasyonu, bir veya birkaç frekansı gönderir ve uygulamada uydunun gönderdiği bütün grup frekanslarını alabilir.
Başlangıçta uydular küçük ve güçleri azdı. Büyük çaplı antenler kullanılmaktaydı. Daha sonra yapılan çalışmalar sonucunda güç arttırılmış ve anten çapları küçültülmüştür. Anten çaplarının küçülmesi yer istasyonu toplam maliyetinin yaklaşık 1/3’ ünü oluşturan anten maliyetinin düşmesine, dolayısıyla yer istasyonu toplam maliyetinin düşmesine neden olmuştur.
Yeryüzünde bir ya da birkaç noktadan gönderilen yayınları, uydular alır ve istenilen yayın alanına yöneltebilirler. Uydular aracılığı ile yapılan TV yayınlarının getirdiği en önemli üstünlük, alınan görüntünün yayın alanının her yerinde güçlü ve temiz kullanılabilir olmasıdır. Burada ki alan ile tüm ülke veya bir kıta kastedilmektedir.
Günümüzde ülkeler ve kıtalar arası telefon, teleks, faks, teleteks, televizyon yayınları, gazete basımları ve bilgi akış düzeyleri uydudan geçmektedir.
Uydular aracılığı ile haberleşme teknolojisindeki son yıllarda meydana gelen gelişmeler, yeni teknolojik gelişmelere ve yeni pazarların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu gelişmeler, uydu haberleşme sisteminde duyulan gereksinmenin bir ölçütüdür.
Uluslararası uydu haberleşme kuruluşu INTELSAT (International Telecommunication Satellite Organization) ın 1964 yılında kurulmasından sonra 1965 yılında Dünya’ dan 36 000 km uzaklıkta ekvator üzerinde bulunan jeosenkron yörüngeye ilk INTELSAT uydusu olan INTELSAT-1’ in yerleştirilmesiyle Dünya uydu haberleşmesine başlamıştır.(Norman, 1998)
INTELSAT-5 serisi uyduların evrensel (global) haberleşmenin yanı sıra ışın (spot-beam) antenleri ile daha dar bir alanda, daha güçlü işaretler vermesi sonucu televizyon yayınlarının yurt içi dağıtımında mevcut geleneksel radyo-link bağlantılarına bir alternatif olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Günümüzde Türkiye’ nin de içinde bulunduğu birçok ülkede bu nokta ışınları kullanarak TV yayınları yapılmaktadır. TV yayınlarının dağıtımında; TV kanalları bir merkezi yer istasyonuna gelmekte ve buradan uydu aracılığı ile bir ülke ya da bölgeye yayınlanmakta ve orada, coğrafi koşullara bağlı olmaksızın, istenilen yerde ve miktarda yalnız alan uydu antenleri TVRO (TV Receive Only) ile alınarak izlenmektedir.
TVRO antenlerin kullanımının yaygınlaşması ve bu işlevin daha ekonomik olarak yapılabilmesi konusundaki çalışmalar sonucunda TVRO’ dan daha ekonomik olacak Kablolu-TV teknolojisi geliştirilmiştir. (Norman, 1998)
Uyduların yörüngeleri ve hızı iyi ayarlanmalıdır. Uydular atmosfer üzerine yerleştirilirken yerçekimi kuvveti ile merkez kaç kuvveti eşit olmalıdır. Eğer uydu çok hızlıysa uzay boşluğuna uçabilir. Eğer uydu çok yavaş olursa, yerçekimi sayesinde Dünyaya doğru çekilecektir. Eğer uyduların yerçekimi ile hızları denk olursa uydu “şelale” denen dairesel bir yörünge çizer. Dünyanın yerçekimi deniz seviyesinden yüksekliği ile tanımlanır. Bundan dolayı denizden çok yüksek olan uydular düşük olan uydulara göre Dünya etrafında daha yavaş dairesel hareket yaparlar. (Ha, 1990)
2. BİLGİSAYAR AĞLARI TEMELLERİ
Bilgisayarlar arası iletişimin başladığı günden itibaren farklı bilgisayar sistemlerinin birbirleri arasındaki iletişim daima en büyük problemlerden birisi olmuş ve bu sorunun üstesinden gelebilmek için uzun yıllar boyunca çeşitli çalışmalar yapılmıştır. 1980' li yılların basında Uluslararası Standartlar Organizasyonu (International Standarts Organization-ISO) bilgisayar sistemlerinin birbirleri ile olan iletişiminde ortak bir yapıya ulaşmak yönünde çabaları sonuca bağlamak için bir çalışma başlatmıştır. Bu çalışmalar sonucunda 1984 yılında Acık Sistem Bağlantıları (Open Systems Interconnection-OSI) referans modeli ortaya çıkarılmıştır. Bu model sayesinde değişik bilgisayar
 |
firmalarının ürettikleri bilgisayarlar arasındaki iletişimi bir standarda oturtmak ve farklı standartlar arası uyumsuzluk sebebi ile ortaya çıkan iletişim sorununu ortadan kaldırmak hedeflenmiştir. OSI referans modelinde, iki bilgisayar sistemi arasında yapılacak olan iletişim problemini çözmek için 7 katmanlı bir ağ sistemi önerilmiştir. Bir başka deyişle bu temel problem 7 adet küçük probleme parçalanmış ve her bir problem için ayrı ayrı bir çözüm yaratılmaya çalışılmıştır. Bu 7 katmanın en altında yer alan iki katman yazılım ve donanım, üstteki beş katman ise genelde yazılım yolu ile çözülmüştür. OSI modeli, bir bilgisayarda çalışan uygulama programının, iletişim ortamı üzerinden başka bir bilgisayarda çalışan diğer bir uygulama programı ile olan iletişiminin tüm adımlarını tanımlar. En üst katmanda görüntü ya da yazı seklinde yola çıkan bilgi, alt katmanlara indikçe makine diline dönüşür ve sonuç olarak 1 ve 0 lar dan ibaret elektrik sinyalleri halini alır. Aşağıdaki şekilde OSI referans modeli katmanları ve bir
 |
yerel ağ üzerindeki durumu gösterilmektedir:
3. OSI katmanlarının Tanımlanan Temel Görevleri:
3.1 Uygulama
Kullanıcıya en yakın olan katmandır. Spreadsheet, kelime işlemci, banka terminali programları vs. bu katmanın parçalarıdır.
Uygulama katmanı çokça ihtiyaç duyulan birçok protokolü içerir. Örneğin dünyada birbirine uyumsuz yüzlerce terminal, uç birim tipi vardır. Örneğin her biri farklı ekran düzenleri, metin silme ve düzenleme için farklı escape dizileri, imleç konumlandırması vs. kullanan değişik uç birimlerle çalışan bir tam ekran metin editörünü ele alalım.
Bu problemi çözmenin editörlerin ve diğer programların yazabildiği sanal bir ağ uç birimi oluşturmaktır. Her uç birim tipini karşılamak için, sanal uç birimin fonksiyonlarının gerçek uç birim üzerine eşleşmesini sağlamak için bir yazılım yazılmalıdır. Örneğin bu yazılım, editör sanal uç birimin imlecini sol üst köşeye konumlandırdığında, yazılım gerçek uç birimde imlecin asıl konumuna yerleşimi için düzgün komut dizisini işlemelidir. Tüm sanal uç birim yazılımları uygulama katmanındadır.
Uygulama katmanının diğer bir işlevi ise dosya transferidir. Değişik dosya sistemleri, değişik dosya isimlendirme tanımlamalarına, metin bilgisinin temsili için değişik metotlara sahiptir. Değişik dosya sistemlerinden dosya transferleri bu uyumsuzlukları ortadan kaldırmayı gerektirir. Bu iş, yine, elektronik posta, dizin taraması ve diğer özel ve genel amaçlı işlevlerde yapıldığı gibi uygulama katmanına aittir.
3. 2 Sunum
Bu katmanda gelen paketler bilgi haline dönüştürülür. Bilginin karakter set çevrimi veya değiştirilmesi, şifreleme vs. görevlerini bu katman üstlenir.
Sunum katmanı, kullanıcıların problemleri kendi başlarına çözüm bulmaları yerine onlara yeterli bir genel çözüm sunar. Kısaca, diğer alt katmanların aksine, bit’ leri bir uçtan diğerine güvenilir bir biçimde iletimleri ile ilgilenmek yerine oturum katmanı iletilen bilginin söz dizimi ve semantiği ile ilgilenir.
Sunum servislerine tipik bir örnek standart, üzerinde anlaşılan bir şekilde veriyi kodlamaktır. Birçok kullanıcı programları rasgele bit dizilerini kendi aralarında değişimini gerçekleştirmez. Adları, tarih, para gibi şeyleri değişirler. Bu başlıklar, karakter dizileri, tamsayılar, kayan nokta numaraları gibi daha basit veri yapıları olarak ifade edilirler. Değişik bilgisayarlar karakter dizileri ve tamsayıları ifade etmek için değişik kodlar kullanırlar. Bu bilgisayarlar arasında veri değişimini standartlara uygun olarak yerine getirmek sunum katmanının işidir.
Sunum katmanı ayrıca bilginin sunulmasının diğer yönleri ile de ilgilidir. Örneğin veri sıkıştırması iletilmesi gereken bir sayısını artırmak için kullanılabildiği gibi kriptografi güvenlik ve kullanıcı doğrulaması için sık sık kullanılır.
3. 3 Oturum
İki bilgisayar üzerindeki uygulamaların birbirini fark ettiği katmandır. Oturum katmanı, değişik makinelerdeki kullanıcıların birbirleri arasında oturumlar açmasını sağlar. Bir oturum taşıma katmanının yaptığı gibi sıradan veri taşıma işini gerçekleştirdiği gibi, bazı uygulamalarda çok yararlı gelişmiş hizmetler de sunar. Bir oturum bir kullanıcının uzaktaki zaman-paylaşımlı bir sisteme bağlanmasını (Log on, log in) veya iki makine arasında dosya transferi yapmasını sağlar.
Oturum katmanın sunduğu hizmetlerden biri de sistemlerin karşılıklı iletimlerinin yönetimidir. Oturumlar aynı anda tek yönlü veya aynı anda çift yönlü veri akışına izin verebilirler. Eğer trafik tek yönlü ise oturum katmanı iletim sırasının kimde olduğu konusunda yardımcı olur.
İlgili diğer bir oturum hizmeti token yönetimidir. Bazı protokoller için, her iki tarafın aynı anda aynı işlevi yerine getirmeye çalışmaması çok önemlidir. Bu aktiviteleri yönetmek için oturum katmanı taraflar arasında değiştirilebilecek tokenlar sağlar. Token’ a sahip taraf kritik uygulamayı çalıştırma hakkına sahip olur.
Diğer bir oturum servisi senkronizasyondur. Ortalama çökme süresinin 1 saat olduğu bir ağda, iki makine arasında iki saatlik bir dosya transferi sırasında ortaya çıkacak problemleri ele alalım. Her çökmeden sonra dosya transferi yeniden en baştan başlayacak ve bu yüzden dosya transferi belki de hiç gerçekleştirilemeyecektir. Bu problemi ortadan kaldırmak için, oturum katmanı veri akımının içine kontrol noktaları yerleştirir böylelikle bir çökmeden sonra en son kontrol noktasından sonraki veri gönderilir.
3. 4 Taşıma
Bu katman gelen bilginin doğruluğunu kontrol eder. Bilginin taşınması esnasında oluşan hataları yakalar ve bunları düzeltmek için çalışır.
Taşıma katmanın temel işlevi, oturum tabakasından veriyi alıp, ihtiyaç duyulduğunda küçük bileşenlere ayırıp ağ katmanına geçirerek, diğer uca bu parçaların doğru bir şekilde ulaştığına emin olmaktır. Bunun dışında, bu işlev oturum tabakasının donanım teknolojisinde kaçınılmaz gelişmelere karşı izole edilerek, verimli olarak yerine getirilmelidir.
Normal şartlar altında, taşıma katmanı, oturum katmanı tarafından ihtiyaç duyulan her taşıma bağlantısı için bir sanal ağ bağlantısı oluşturur. Eğer taşıma bağlantısı yüksek bir kapasite isterse, taşıma katmanı birçok ağ bağlantısı oluşturup, kapasiteyi artırmak için veriyi bu bağlantılara paylaştırır. Öte yandan, farklı ağ bağlantılarının oluşturulması maliyeti arttırdığı durumlarda taşıma katmanı çeşitli taşıma bağlantılarını bir ağ bağlantısı üzerinde maliyeti azaltmak için birleştirebilir. Tüm durumlarda taşıma katmanı birleştirme işinin oturum katmanına yansımaması için gereklidir.
Taşıma katmanı ayrıca oturum katmanına sonuç olarak ağ kullanıcılarına ne tip servisler sunulacağına karar verir. Taşıma bağlantısının en popüler tipi gönderildiği sıra ile hatasız uçtan-uca ulaştıran kanaldır. Ancak, diğer tip taşıma, servis ve taşıma bilgisi ayrılmış mesajları değişik lokasyonlara ileten ve hedefine ulaştırma konusunda herhangi bir garanti vermeyenidir. Servis tipi bağlantı sağlandığında belirlenir.
Taşıma katmanı, gerçek bir kaynaktan hedefe veya uçtan uca katmandır. Başka bir deyişle, kaynak sistemde çalışan bir program mesaj başlıkları ve denetim mesajlarını kullanarak, hedef sistemdeki benzeri bir programla konuşur.
Birçok bilgisayar üstünde birden fazla programı çalıştırır, yani sisteme giren ve çıkan birçok bağlantı vardır. Bu yüzden hangi mesajın hangi bağlantıya ait olduğunun belirlenmesi için bir metoda ihtiyaç duyulur. Taşıma başlığı bu bilginin koyulabileceği bir yerdir.
Değişik mesajları bir kanal içinde birleştirmenin yanında, taşıma katmanı ağ boyunca bağlantıların kurulması ve kaldırılmasını da takip etmelidir. Bu, bir bilgisayar üzerinde kiminle konuştuğunu tarif edecek bir tür isimlendirme mekanizması gerekliliğini doğurur. Ayrıca hızlı bir bilgisayarın yavaş bir bilgisayarı aşmaması için bilgi akışını düzenleyecek bir mekanizmanın olması gereklidir. Her ne kadar ikisine de aynı prensipler uygulansa da uçlar arasındaki akış denetimi anahtarlar arası akış denetiminden ayrıdır.
3. 5 Ağ
Bağlantıyı sağlayan ve ulaşılmak istenen bilgisayara giden yolu bulan katmandır. Yönlendirme protokolleri bu katmanda çalışır.
Ağ tabakası alt ağda yapılan işlerin denetimi ile ilgilidir. Tasarımında anahtar konu veri paketlerinin kaynaktan hedefe nasıl yönlendirileceğidir. Yönlendirmeler sabit tablolara dayalı ve sıkça değişmeyecek şekilde ağ ile birlikte tanımlanmış olabilir. Bu yönlendirmeler ayrıca bir terminal oturumunda olduğu gibi, her oturum için ayrıca belirlenebilir. Son olarak anlık ağ yüküne bağlı olarak her bir yeni paket için yeniden belirlenecek şekilde dinamik olabilir.
Aynı anda ağa birbirinin rotası üzerine çakışan birçok paket ağa sunulursa performans sıkıntıları oluşabilir. Bu tür çakışmaların önlenmesini sağlamak ağ katmanının sorumluluğundadır.
Ağ operatörleri, servisi paralı olarak vermek istediklerinde ayrıca ağ katmanı üzerinde raporlama özellikleri de eklenir. Sonuç olarak bir yazılım aracılığı ile her müşterinin ilettiği veya aldığı paket veya karakter sayısı faturalama bilgisinin üretilmesi sayılır. Raporlama, değişik ücretlendirme oranlarının uygulandığı sınırları geçildiğinde daha karmaşık bir hal alabilir.
Bir paket hedefine ulaşmak için bir ağdan diğer bir ağa geçmek zorunda kaldığında başka problemler de baş gösterebilir. Adresleme ağlar arasında farklı olabildiği gibi, bir ağ diğerinden çok geniş olduğu için paketi kabul etmeyebilir veya protokoller farklı olabilir. Heterojen ağların ara bağlantılarının sağlıklı bir şekilde yapılıp bu problemlerin üstesinden gelme ağ katmanın sorumluluğundadır.
Yayın ağlarında, ağ katmanı çok ince veya hiç varolmadığından, yönlendirme problemi daha basittir.
3. 6 Veri iletim
Bu katman fiziksel katmana ulaşım stratejisini belirler. Fiziksel adresleme, ağ topolojisi, akış kontrolü vs. bu katmanın görevlerindendir. Köprü cihazları bu katmanda çalışır.
Veri bağlantı katmanın ana görevi, ham iletim işini alıp, ağ katmanında hatasız olarak görünen bir hatta çevirmektir. Bu görevi gönderenin verisini, veri pencerelerine (Data Frame, genellikle birkaç yüz byte’ lık) bölüp, sıralı olarak gönderip, alıcının geri döndürdüğü onay pencerelerini işleyerek yerine getirir. Fiziksel katman bitlerin yapısı ile ilgilenmeden ilettiğinden pencere sınırlarını oluşturmak ve algılamak veri bağlantı katmanına bağlıdır. Bu her pencerenin başına ve sonuna özel bit desenleri eklenmesi ile gerçekleştirilir. Eğer eklenen desenlerin veri bölümü içinde yer alma olasılığı varsa, karışıklığı engellemek için dikkat edilmelidir.
Veri bağlantı katmanı ayrıca bağlı noktalar arası hata denetimini sağlamalıdır.
Veri bağlantı katmanında karşılaşılan diğer bir problem ise (Ayrıca diğer üst tabakalarda olacağı gibi) gönderen tarafı boğmadan yavaş bir alıcının nasıl veriyi sağlıklı alacağıdır. Bunun için ileten tarafın belirli bir anda alan tarafta ne kadar miktarda tampon bellek boşluğunu bilmesini sağlayacak, trafik akışını denetleyecek bir mekanizmanın kurulması gereklidir.
Eğer hat iki yönlü iletim için kullanılabiliyorsa bu veri bağlantı katmanı tarafından çözülmesi gereken başka bir problemi ortaya sunar. Problem bir A ucundan B ucuna doğru olan trafikte, B’ den A’ ya onay pencereleri ile A’ dan B’ ye veri pencereleri ile çakışmasıdır.
3. 7 Fiziksel
Bu katman ağın elektriksel ve mekanik karakteristiklerini belirler. Modülasyon teknikleri, çalışma voltajı, frekansı vs. bu katmanın temel özelliklerindendir. OSI referans modeli bir ağ uygulaması değildir. OSI sadece her katmanın görevini tüm detayları ile tanımlar. Bu modeli bir gemi ya da ev projesine benzetebiliriz. Nasıl aynı gemi planını alıp farklı firmalar gemi yapabilirse OSI modeli de böyledir. Nasıl aynı gemi planından iki farklı firma gemi ürettiğinde en azından kullanılan çiviler farklı yerlere çakılırsa, OSI modeli de gerçekleştiren firmadan firmaya farklılık gösterebilir.
4. TCP/IP (Transmıssıon Control Protocol/Internet Protocol)
TCP/IP nin kökenleri 1960 ların sonunda ve 1970 lerin başlarında Amerikan savunma bakanlığına bağlı İleri Araştırma Projeleri Ajansının (Advanced Research Projects Ağency,ARPA) yürüttüğü paket anahtarlı ağ deneylerine kadar uzanır. TCP/IP’nin yaratılmasını sağlayan proje , ABD deki bilgisayarların bir felaket anında da ayakta kalabilmesini , birbirleriyle iletişimin devam etmesini amaçlıyordu. Amacına fazlasıyla ulaştığı gibi interneti de ortaya çıkardı.( Yıldırımoğlu, 1998)
4. 1 TCP/IP (Transmıssıon Control Protocol/Internet Protocol)
TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol ifadesinin kısaltılmasıdır. Türkçesi “İletim kontrol protokolü/İnternet Protokolü” dür. Protokol belli bir işi düzenleyen kurallar dizisi demektir. Örneğin devlet protokolü devlet erkanının nerede duracağını, nasıl oturup kalkacağını düzenler. Ağ protokolüde bilgisayarlar arası bağlantıyı, iletişimi düzenlemektedir.( Yıldırımoğlu, 1998)
TCP/IP Unix dünyasının standart iletişim kuralıdır. Aynı zamanda internetin de temeli olan Savunma Bakanlığı (ABD) tarafından geliştirilmiştir. İnternet adresleri InterNIC tarafından atanır. Eğer TCP/IP ağı internete bağlı değilse ve hiçbir zaman bağlanmayacaksa, geçerli herhangi bir adres alanını kullanılabilir. Ancak eğer ilerde bağlanma şansınız varsa adres için başvurmanız gerekir.
Netware’in içinde TCP/IP desteği vardır ve tünelleme olarak bilinen süreç ile bir TCP/IP ağda IPX çalıştırmanıza imkan verir.
Tünelleme; IPX paketi bir TCP/IP önbilgi ve art bilgiyle çevrelenir. Böylece paket IPX ağdan TCP/IP ağa, oradan tekrar IPX ağa geri yöneltilebilir.
Artık çoğu işyerlerinin internete doğrudan bağlantısı yoktur. Doğrudan bağlantı büyük bir güvenlik riski doğurmaktadır. Genellikle “firewall” olarak bilinen iç ağ ile internet arasında sadece izin verilen trafiğin olmasını sağlayan bir sunucu veya yöneltici kullanırlar. Firewall kullanıldığında iç ağ numaraları herhangi bir geçerli adres olmayabilir ve firewall yönelticinin ihtiyacı olan tek şey “düzgün” yetkili bir internet numarasıdır.(Akın, 1998)
Değişik tipte bilgisayarların bir arada çalışabilmelerini garantilemek amacıyla programcılar programlarını bazı standart protokolleri kullanarak yazarlar. Bu protokol, teknik bir terim olarak işlerin nasıl yapılması gerektiğini tarif eden kurallar bütünüdür. Örneğin, bir posta mesajı için hangi formatın kullanılacağını tam olarak tarif eden bir protokol bulunmaktadır. Tüm internet posta programları, mesaj gönderecekleri zaman bu protokolü takip ederler.(Balevi, 1995)
TCP, gerçekte iki ayrı protokolden oluşur: TCP ve IP. TCP/IP ikisinin beraber kullanıldığı zamanlarda genellikle tercih edilir.
IP- Bu bölümde datagramlara bölünmüş bilgi paketleri diğer bilgisayar ve ağlara yönlendirilir. Bu datagramların her biri IP’ den bağımsız olarak düşünülür.
IP datagramın hedefine ulaşacağını garantilemez veya herhangi iki datagramın aynı yolda alınacağı ile protokol datagramların sıralandığı gibi gönderilmesini sağlamaz.
Bu protokolün basitliği ve her datagramın bağımsız olması sebebiyle IP bir bağlantısız protokol (connectionless protocol) olarak düşünülür.
TCP- TCP, datalardan segmentleri düzenler ve gönderilmesi için IP katmanına geçirir. Bu katmanda IP katmanından alınan datagramlar tekrar sıralanır ve verinin değişmiş olup olmadığı, hatasız geldiğinden emin olunur. TCP veriyi ilettiğinde bir zamanlayıcı (Timer) düzenler. Bir paket uzak bir bilgisayara ulaştığında bir onay (acknowledment) göndericiye ulaştırılır. Eğer onay ulaşmadan zamanlayıcının süresi dolarsa paket tekrar transfer edilir.
Tüm pratik amaçlar için bir makinedeki TCP protokolü uzak bilgisayarlara bağlantı kurmak için TCP protokolüyle iletişim kurar.
TCP; bağlantı tabanlı protokoldür.(connection-oriented protocol) Bir uzak bilgisayarla sanal bir dolaşım sağlamaya yarayan, port adı verilen başka adresleri formlamayı kullanır. TCP Telnet gibi birden fazla kullanıcı olduğunda aynı porttan çoklu işlemlere (Multiple processes) izin verir.(Çölkesen, 1999)
TCP/IP; katmanlardan oluşan bir protokoller kümesidir. Her katman değişik görevlere sahip olup altındaki ve üstündeki katmanlar ile gerekli bilgi alış-verişini sağlamakla yükümlüdür.
TCP/IP katmanlarının tam olarak ne olduğu, nasıl çalıştığı konusunda bir fikir sahibi olabilmek için bir örnek üzerinde inceleme yapalım:
TCP/IP’nin kullanıldığı en önemli servislerden birisi elektronik postadır (e-posta). E- posta servisi için bir uygulama protokolu belirlenmiştir (SMTP). Bu protokol e- posta’ nın bir bilgisayardan başka bir bilgisayara nasıl iletileceğini belirler. Yani e- postayı gönderen ve alan kişinin adreslerinin belirlenmesi, mektup içeriğinin hazırlanması vs. gibi. Ancak e-posta servisi bu mektubun bilgisayarlar arasında nasıl iletileceği ile ilgilenmez, iki bilgisayar arasında bir iletişimin olduğunu varsayarak mektubun yollanması görevini TCP ve IP katmanlarına bırakır.
TCP katmanı komutların karşı tarafa ulaştırılmasından sorumludur. Karşı tarafa ne yollandığı ve hatalı yollanan mesajların tekrar yollanmasının kayıtlarını tutarak gerekli kontrolleri yapar. Eğer gönderilecek mesaj bir kerede gönderilemeyecek kadar büyük ise (Örneğin uzunca bir e-posta gönderiliyorsa) TCP onu uygun boydaki segment’ lere (TCP katmanlarının iletişim için kullandıkları birim bilgi miktarı) böler ve bu segment’ lerin karşı tarafa doğru sırada, hatasız olarak ulaşmalarını sağlar. Internet üzerindeki tek servis e-posta olmadığı için ve segment’ lerin karşı tarafa hatasız ulaştırılmasını sağlayan iletişim yöntemine tüm diğer servisler de ihtiyaç duyduğu için TCP ayrı bir katman olarak çalışmakta ve tüm diğer servisler onun üzerinde yer almaktadır. Böylece yeni bir takım uygulamalar da daha kolay geliştirilebilmektedir. Üst seviye uygulama protokollerinin TCP katmanını çağırmaları gibi benzer şekilde TCP de IP katmanını çağırmaktadır. Ayrıca bazı servisler TCP katmanına ihtiyaç duymamakta ve bunlar direk olarak IP katmanı ile görüşmektedirler. Böyle belirli görevler için belirli hazır yordamlar oluşturulması ve protokol seviyeleri inşa edilmesi stratejisine ‘katmanlaşma’ adı verilir. Yukarda verilen örnekteki e- posta servisi (SMTP), TCP ve IP ayrı katmanlardır ve her katman altındaki diğer katman ile konuşmakta diğer bir deyişle onu çağırmakta ya da onun sunduğu servisleri kullanmaktadır. En genel haliyle TCP/IP uygulamaları 4 ayrı katman kullanır. Bunlar:
· Bir uygulama protokolu, mesela e-posta
· Üst seviye uygulama protokollerinin gereksinim duyduğu TCP gibi bir protokol katmanı
· IP katmanı. Gönderilen bilginin istenilen adrese yollanmasını sağlar.
· Belirli bir fiziksel ortamı sağlayan protokol katmanı. Örneğin Ethernet, seri hat, X.25, uydu vs.
Internet birbirine geçiş yolları (gateway) ile bağlanmış çok sayıdaki bağımsız bilgisayar ağlarından oluşur ve buna ‘catenet model’ adı verilir. Kullanıcı bu ağlar üzerinde yer alan herhangi bir bilgisayara ulaşmak isteyebilir. Bu işlem esnasında kullanıcı farkına varmadan bilgiler, düzinelerce ağ üzerinden geçiş yapıp varış yerine ulaşırlar. Bu kadar işlem esnasında kullanıcının bilmesi gereken tek şey ulaşmak istediği noktadaki bilgisayarın ‘Internet adresi’ dir. Bu adres toplam 32 bit uzunluğunda bir sayıdır. Fakat bu sayı 8 bitlik 4 ayrı ondalık sayı şeklinde kullanılır (144.122.199.20 gibi). Bu 8 bitlik gruplara ‘octet’ ismi de verilir. Bu adres yapısı genelde karşıdaki sistem hakkında bilgi de verir. Mesela 144.122 ODTU için verilmiş bir numaradır. ODTU üçüncü octet’ i kampüs içindeki birimlere dağıtmıştır. Örneğin, 144.122.199 bilgisayar merkezinde bulunan bir Ethernet ağda kullanılan bir adrestir. Son octet ise bu Ethernete 254 tane bilgisayar bağlanmasina izin verir (0 ve 255 bilgisayar adreslemesinde kullanılmayan ozel amaçlı adresler olduğu için 254 bilgisayar adreslenebilir).
IP bağlantısız “connectionless” ağ teknolojisini kullanmaktadır ve bilgi “datagramlar” (TCP/IP temel bilgi birim miktarı) dizisi halinde bir noktadan diğerine iletilir. Büyük bir bilgi grubunun (büyük bir dosya veya e-posta gibi) parçaları olan “datagram” ağ üzerinde tek başına yol alır. Mesela 15000 octet’ lik bir kütük pek çok ağ tarafından bir kere de iletilemeyecek kadar büyük olduğu için protokoller bunu 30 adet 500 octet’ lik datagramlara böler. Her datagram ağ üzerinden tek tek yollanır ve bunlar karşı tarafta yine 15000 octet’ lik bir kütük olarak birleştirilir. Doğal olarak önce yola çıkan bir datagram kendisinden sonra yola çıkan bir datagramdan sonra karşıya varabilir veya ağ üzerinde oluşan bir hatadan dolayı bazı datagramlar yolda kaybolabilir. Kaybolan veya yanlış sırada ulaşan datagramların sıralanması veya hatalı gelenlerin yeniden alınması hep üst seviye protokollerce yapılır. Bu arada “paket” ve “datagram” kavramlarına bir açıklama getirmek yararlı olabilir. TCP/IP ile ilgili kavramlarda “datagram” daha doğru bir terminolojidir. Zira datagram TCP/IP’ de iletişim için kullanılan birim bilgi miktarıdır. Paket ise fiziksel ortamdan (Ethernet, X.25, uydu vs.) ortama değişen bir büyüklüktür. Mesela X.25 ortamında datagramlar 128 byte’ lık paketlere dönüştürülüp fiziksel ortamda böyle taşınırlar ve bu işlemle IP seviyesi hiç ilgilenmez. Dolayısıyla bir IP datagramı X.25 ortaminda birden çok paketler halinde taşınmış olur.
TCP/IP protokolller kümesidir. Her biri değişik işler yapan bir yığın protokolden oluşur.
TCP/ IP kurulan bir bilgisayar ağında bilgisayarı üç parametre ile tanımlarız.
· Bilgisayar İsmi : Kullanıcı tarafından işletim sistemi kurulurken bilgisayara verilen addır.
· IP adresi : 4 bölümden oluşan adrestir xxx.xxx.xxx.xxx her bölüm 0-255 arasında değer alabilir.
· Mac adresi: Bilgisayar ağ kartlarının ya da ağ cihazlarının içine değiştirilemez bir şekilde yerleştirilmiş bulunan bir adrestir. 0020AFF8E771 örneğinde olduğu gibi 16 lık düzende (hexadecimal) rakamlardan oluşur. Mac adresi yerine donanım adresleri ya da fiziksel adreste kullanılabilir.
Ağ üzerinde iletişimler aslında Mac adresleri ile gerçekleşir. Çünkü IP adresleri TCP/IP protokolüne özeldir. Başka protokolde , örneğin , Novell’ in kullandığı IPX/SPX protokolünde IP adresi diye bir şey yoktur. Bütün protokollerde değişmeyen tek şey MAC adresidir.
Her protokol kendine göre bir adresleme şeması kullanır ama bu şemalarda yer alan adreslerin dönüp dolaşıp en altta MAC adresine çevrilmesi gerekir.(Yıldırımoğlu, 1998)
4. 2 TCP/IP nin Yapısı
 |
TCP/IP protokol kümesinin sahip olduğu mimari uygulama programlarının
bulunduğu katman sayılmaz ise 4 katmanlıdır. En üstte uygulama programları vardır, altında ise iletişim işini yapan programlar bulunur.(Çölkesen, 1999)
 |
Uygulama katmanın altında sırasıyla ulaşım, yönlendirme ve fiziksel katmanlar vardır. Ulaşım katmanında TCP ve UDP protokolleri, yönlendirme katmanında IP ve ICMP protokolleri tanımlıdır. Her katmanda birçok protokol vardır; ancak uygulama programları tarafından istenen bir iş yerine getirilirken, her katmandaki protokollerden yalnızca biri kullanılır.(Çölkesen, 1999)
4. 2. 2 Uygulama Katmanı Programları:
Uygulama katmanı için tanımlı olan STMP,TELNET… gibi protokoller bir üstünde bulunan programlara hizmet verir. Bunlar, kullanıcının doğrudan etkileşimde bulunduğu veya bilgisayar kaynaklarını başka kullanıcılara erişme olanağı sağlayan programlardır.
4. 2. 2. 1 STMP(Simple Mail Transport Protocol):
Ağ içindeki kullanıcılar arasındaki elektronik mektup alış verişini düzenler.
4. 2. 2. 2 SNMP(Simple Network Management Protokol):
Ağ içinde bulunan yönlendirici, anahtar ve HUB gibi cihazların yönetimi için kullanılır. SNMP desteği olan ağ cihazları SNMP mesaj alış verişleriyle uzaktan yönetilebilir. Bunun için cihazlarda SNMP (agent) olmalıdır.
4. 2. 2. 3 TELNET
Bir sistem üzerindeki başka bir sisteme bağlanarak, sanki onun terminalindeymiş gibi bağlandığı sistemi kullanmasını sağlar.
4. 2. 2. 4 FTP (File Transfer Protocol):
Bir Bilgisayardan başka bir bilgisayara dosya aktarımı için kullanılan temel protokoldür.
4. 2. 2. 5 FSP(File Send Protocol):
Bu protokol FTP ‘ye alternatif olarak geliştirilmiş. Tek üstün özelliği, bir dosya transfer edilirken herhangi bir sorun olur da hat kesilirse yeni bağlantıda dosyanın yarım kaldığı yerden alış-verişe devam edilmesine olanak vermesi. Ancak hat hızları arttığından FSP’ ye çok fazla rağbet olmamıştır. FTP daha çok kullanılmıştır.(Köksal, 1997)
4. 2. 2. 6 NNTP (Netwok News Transpor Protocol):
USENET postalama hizmetinin kullanımını sağlar.
4. 2. 3 Ulaşım Katmanı Protokolu:
TCP ve UDP ulaşım katmanı protokolleri, bir üst katmandan gelen veriyi paketleyip bir alt katmana verirler,. Eğer veri bir seferde gönderilemeyecek kadar uzunsa, alt katmana verilmeden önce parçalara ayrılır (segment) ve her birine bir sıra numarası verilir. Genellikle TCP kullanılır, Sorgu amaçlı olarak da UDP kullanılır.
4. 2. 3. 1 TCP(Transmission Control Protocol) :
TCP(Transmission Control Protocol) Görevleri şunlardır;
· Bir üst katmandan gelen verinin uygun uzunlukta parçalara bölünmesi
· Her bir parçaya, alıcı kısmında aynı biçimde sıraya koyabilmesi amacıyla sıra numarası verilmesi
· Kaybolan veya bozuk gelen parçaları tekrarlaması
TCP kendisine atanmış olan bu görevleri yapabilmek amacıyla, ulaşım katmanında veri parçalarının önüne başlık bilgisi ekler. Başlık bilgisi ve veri parçası, ikisi birlikte TCP segmenti olarak anılır. Bir alt katmana örneğin, IP katmanına bu TCP segmenti gönderilir; oradan da bu segmente IP başlığı eklenerek alıcıya gönderilir.
4. 2. 3. 2 UDP (User Datagram Protocol):
UDP’ nin farkı sorgulama ve sınama amaçlı, küçük boyutlu verinin aktarılması için olmasıdır; veri küçük boyutlu olduğu için parçalara gerek duyulmaz.(Çölkesen, 1999) UDP, TCP’ den kısadır. Fakat, bir kaynak ve hedef adrese sahiptir.(Schatt, 1998)
4. 2. 4 Yönlendirme Katmanı Protokolleri:
Bir üst katmandan gelen segmentleri alıcıya, uygun yoldan ve hatasız ulaşımla yükümlüdür.
4. 2. 4. 1 IP(Internet Protokol):
Bir datagramın hangi üst katmana ait olduğunu belirler. Alıcı IP bu alana bakarak paketi bir üstte bulunan protokollerden hangisine ileteceğini anlar.
4. 2. 4. 2 ICMP (Internet Control Message Protokol):
ICMP kontrol amaçlı bir protokoldür; genel olarak sistemler arası kontrol mesajları IP yerine ICMP üzerinden aktarılır. ICMP, IP aynı düzeyde olmasına karşın aslında kendiside IP’ yi kullanır. ICMP mesajları IP üzerinden gönderilir.
4. 3 TCP/IP Ağ Çalışma Temelleri:
TCP/IP’ nin öncelikli fonksiyonu bir noktadan-noktaya iletişim mekanizması sağlamaktır. Bir makine üzerindeki bir süreç diğer bir makine üzerindeki başka bir süreç ile haberleşir. Bu İletişim iki veri akımı olarak görünür. Akımdan biri bir işlemden diğerine veri taşırken, diğeri ters yönde veri taşır. Süreçlerin her biri normal koşullarda diğeri tarafından yazılan veriyi okuyabilir, alınan veri gönderilen veri ile aynı sıradadır.
Bir noktadan noktaya iletişim sistemi desteklemek için, her bir düğüm bir telefon numarasına benzeyen tek bir adrese ihtiyaç duyar. Bu adres bir 32 bit ikili sayı biçimindedir. Genel olarak, insanlar uzun ikili sayılarla başa çıkamadıklarından bu adresler her biri 0 ile 255 arasında olan dört onluk sayı ile gösterilir. Bu geliştirmede daha doğal adların kullanıldığı mekanizmalara uyarlanmıştır.(Minasi, 1998 )
IP Adresi |
0111 10111 |
0010 1101 |
0100 0011 |
0101 1001 |
|
Dört ayrı onlu sayı halinde gösterimi |
123
|
45
|
67
|
89
|
|
“helpful.com” bölgesi için ad sunucu veri tabanındaki kayıt |
Barney= 123.45.67.89 |
|||
|
Adrese karşılık uygun bir ad sağlama |
Barney.helpful.com |
|||
Tablo 1 TCP/IP de kullanılan adresleme formatlarının karşılaştırılması
4. 3. 1 Adres Verilirken Yapılan Düzenlemeler:
Adres tekrarı olmaması için ağlara verilen adreslerin sınıflandırılıp verilmesi düşünülmüştür. Ağların hepsinin büyüklükleri aynı değildir. Çok büyük bir ağ adres talep ederken 10-15 bilgisayardan oluşan bir ağ da adres istemektedir. Onun içinde adresler sınıflanmıştır. A, B ve C sınıfı adresler oluşturulmuştur. Bir ağın hangi sınıfta olduğunu anlamak için örnek verdiğimiz numaralardaki ilk üç basamaklı sayıya bakılır.
A sınıfı adresler: İlk üç basamak 0 ile 126 arasındadır.
B sınıfı adresler: İlk üç basamak 128 ile 191 arasındadır.
C sınıfı adresler: İlk üç basamak 192 ile 223 arasındadır.(Köksal, 1997)
Ağ katmanı bilgisayarda bulunan ağ kartını, kabloları vb şeyleri gösterir. Veri paketlerinin ağda iletilmesinden ve ağdan çekilmesinden bu katman sorumludur.
IP katmanın da IP’ ye göre düzenlenmiş veri paketleri görülür. İletim katmanlarında gelen veriler burada internet paketleri haline getirilir. Paketlerin yönlendirilmesi ile ilgili işler burada yapılır. Burada 4 protokol bulunuyor.
Kontrol mesajları gönderip paketlerin gidip gitmediği bilgisini alır. PING komutu bu protokolü kullanarak karşı bilgisayarın TCP/IP konfügürasyonu bakımından ayakta olup olamadığını anlar.
ICMP Multicast gruplarını belirtmek için kullanılır. Bu ağda mesajlar 3 şekilde gönderilir. Mesaj ya tüm makinalara (Broadcast) ya bir gruba (multicast) ya da bir makinaya (direct) gönderilebilir.
4. 3. 3 IP:
Paketleri adresleme ve yönlendirme işleri yapar. İletim katmanında ise iletişim için oturumlar düzenlenir. İki seçenek söz konusudur.
4. 3. 4 TCP:
Bağlantılı ve güvenilir bir iletişim sağlar. Bağlantılı mantıksal bir bağlantıdır. İki bilgisayarın iletişim kurmaları için anlaşmaları demektir. TCP’ ye uygun olarak gönderilen paketler için bir onay mesajı beklenir. Belli bir süre içinde onay mesajı gelmezse paket tekrar gönderilir. Bu da iletimin güvenli olmasını sağlar.
4. 3. 5 UDP:
Bağlantısız ve güvenilir değildir. İletim için karşı tarafla anlaşma gerekmiyorsa ve kontrol gerekmiyorsa kullanılır. Bu protokol ile daha hızlı veri iletişimi sağlanır.
Uygulama katmanı ağ üzerinden iş yapacak uygulamaların bulunduğu katmandır. FTP,DNS,WINS,HTTP,GOPHER:...
İçinde ağ işlevi olan uygulama geliştirmek için iki API miz var. API uygulama geliştirme arabirimi anlamına gelmektedir. Program yazarken kullanılacak fonksiyonlar uyulacak kurallar demektir.
İnternet üzerinde ağ uygulamaları için Microsoft ve IBM in birlikte geliştirdiği NETBIOS API ‘ si ya da internet ortamındaki standart API olan Sockets ‘ in windows uyarlaması , Windows Sockets kullanılır. Bir programı NETBIOS API si ile yazarsanız Microsoft işletim sistemleri altında çalışır internet ortamında çalışmaz. Uygulama Windows Sockets API ‘ sine uyumlu yazılırsa her iki ortamda da çalışır. Sockets uyumlu uygulamaya örnek PING programı verilebilir. NETBIOS uyumlu uygulamaya örnek ise NET komutu verilebilir.(Yıldırımoğlu, 1998)
5. UYDULAR (Satellite)
5. 1 Uyduların Tarihi
En basit uydu türü, pasif yansıtıcıdır, pasif yansıtıcı, bir yerde bir başkasına “sıçratan” bir aygıttır. Ay, yeryüzünün doğal bir uydusudur. Dolayısıyla 1940’ lı yılların sonları ile 1950’ li yılların başlarında, ay ilk uydu transponderi haline getirilmiştir. 1954’ te A.B.D. Deniz kuvvetleri, yeryüzünden-aya-aydan-yeryüzüne röle üzerinden ilk mesajları başarıyla iletmiştir.(Ha, 1990)
1957 yılında, Rusya ilk aktif yeryüzü uydusu olan Sputnik I’ i fırlattı. Aktif bir uydu, yer istasyonlarından bilgi alabilir, bilgiyi yükseltebilir ve tekrar yer istasyonuna iletebilir. Sputnik I, 21 gün boyunca telemetri bilgisi iletmiştir. Aynı yıl içinde daha sonraki bir tarihte, Amerika Birleşik Devletleri Explorer I’ i uzaya fırlatmış; bu uydu yaklaşık 5 ay boyunca telemetri bilgisi iletmiştir.(Gök, 1997)
1958 yılında NASA, 150 pound ağırlığında koni biçimli bir uydu olan Score’ u fırlatmıştır. Yeryüzü iletişimini bir uydu aracılığıyla aktarmak için kullanılan ilk yapay uydu Scope olmuştur. Score, gecikmeli tekrarlayıcı bir uydudur; yer istasyonlarından mesajı almakta, manyetik bir bantta saklanmakta ve yörüngesinde bir süre ilerledikten sonra yer istasyonlarına bu mesajları tekrar yayınlanmaktadır.
1960 yılında NASA, Bell Telefon Laboratuarları ve Jet Propulsion Laboratory ile ortak bir çalışma yaklaşımıyla Echo fırlatıldı. Echo, alüminyum kaplamalı 30 metre çapında plastik bir balondur. Echo, büyük bir yeryüzü anteninden radyo sinyallerini pasif bir biçimde yansıtmaktadır. Echo, basit ve güvenilir bir araçtır, ancak yeryüzü istasyonlarından aşırı yüksek güçlü vericiler gerektirmektedir.
1962 yılında AT&T, Telstar I’ i fırlattı; Telstar I, aynı anda alan ve ileten ilk uydu olmuştur. Telstar I’ deki elektronik donanım, yeni keşfedilmiş olan Van Allen kuşaklarından yayılan radyasyon nedeniyle hasara uğramış; dolayısıyla, yalnızca birkaç haftalık süreyle hizmet verebildi. Telstar II, elektronik donanım açısından Telstar I ile özdeştir, ancak radyasyona karşı daha dirençlidir. Telstar II, 1963 yılında başarıyla fırlatılmıştır. Bu uydu, telefon, televizyon, faks ve veri iletimlerinde kullanılıyordu. İlk başarılı okyanus ötesi görüntü sinyalleri iletimi, Telstar II ile gerçekleştirilmiştir.(Gök, 1997)
Bu ilk dönem uyduları arasında hem aktif hem de pasif olan uydular vardır. Pasif bir uydu, bir sinyali yeryüzüne yalnızca geri yansıtan bir uydudur. Uyduda sinyali yükseltecek ya da tekrarlayacak kazanç aygıtları yoktur. Aktif uydu ise, bir sinyali elektronik olarak tekrarlamak suretiyle yeryüzüne geri gönderir. Yani sinyali alır, yükseltir ve tekrar yeryüzüne geri gönderir. Pasif uyduların avantajlarından biri, uyduda gelişmiş elektronik donanım olmasına gerek yoktur. Dezavantajı ise, iletilen gücü verimsiz bir şekilde kullanmalarıdır.(Norman,1998)
5. 2 Uyduların Yapısı
5. 2. 1 Gövde:
Gövde, uyduya yönlendirilmiş bir yer istasyonundan gelen sinyalleri alır, güçlendirir ve tekrar yere gönderir. Bu ünite tekrarlayıcı ve anten alt sistemlerinden oluşmaktadır.
5. 2. 2 Anten:
Çoklu besleme ve çift ızgaralı (multi-feed, dual-grid) yansıtıcılarından oluşmaktadır. Bu anten fırlatma sırasında uydu yüzeyine doğru katlanmış olarak bulunur ve uydunun fırlatıcı araçtan ayrılmasından sonra, ilk geçiş yörüngesinde açılmaktadır.
5. 2. 3 Tekrarlayıcı:
Tekrarlayıcı 8’ e 12 yedekliğinde olan iki ayrı ringden oluşan 24 adet yükselticiye sahiptir. Ringlerdeki, yükselteçlerden her birini herhangi bir kanal için kullanmak ve diğerine yedeklik yaptırmak mümkündür. Alışılagelmişin dışındaki bu yedeklik sisteme yüksek güvenirlik sağlamaktadır.(Güler, 1996)
5. 3 Ana Yapı:
Uydunun ana yapısı oldukça hafif olan karbon-fiber /bal peteği teknolojisi ile hazırlanmıştır. Modüler dizayn şekli uydunun montajı ve entegrasyonunu basitleştirmekte olup uydunun gövdesi bir haberleşme modülü ve alt kısma yerleştirilmiş olan servis modülünden meydana gelmektedir. Karbon-fiber’ den yapılan merkez tüp ise haberleşme ve servis modülleri için gerekli desteği sağlamakta ve itici sistem yakıt tanklarını taşımaktadır.
5. 4 Isı Kontrol Sistemi:
Uyduları uzay şartlarına karşı korumak için, karmaşık ısı kontrol sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. TÜRKSAT uydusunda bu amaçla, süper izolasyon özelliğinde battaniyeler, optik güneş yansıtıcıları, özel boya/kaplamalar ve uydudaki diğer sistemler tarafından üretilen ısıyı dışarı iletebilecek ısı boruları gibi güvenilir teknikler kullanılmıştır.(Güler, 1990)
5. 5 Telemetre, Telekumanda ve Uzaklık Kontrol Sistemi
Bu sistem, uydunun durumu ile ilgili olarak yer istasyonundaki birimlere hızlı ve tam bilgi sağlar. Ayrıca bu sistem uyduyu çalıştırmak için yerden gönderilen kumandaların işlenmesini de sağlamaktadır.
Bu amaçla Ku-bandında seçilen frekanslar kullanılır. Ayrıca sistemdeki tüm birimler yedekli olup, dışarıdan yapılabilecek müdahalelere karşı şifrelenerek korumaya alınacaktır.(Norman, 1998)
5. 6 Elektrik Enerji Kaynakları:
Uydu için gerekli elektrik enerjisi, fırlatma anında tamamıyla gövde üzerine katlanan ve uydunun yörüngesine yerleştikten sonra ise tamamıyla açılan üstü güneş pilleriyle kaplı iki adet kanat tarafından üretilir.
Güneş pilleri, elektrik enerjisine çeviren güneş pilleri devresi, karbon-fiber/bal peteği yapısında oluşturulmuş hafif kanatlar üzerindedir. Böylece oldukça başarılı bir güç/kütle oranına erişilmiştir.
Ayrıca bataryalara da sahip olan bu sistem, bataryalar sayesinde uydunun tüm enerji ihtiyacı için yeterli miktarı rahat bir şekilde sağlamasını ve uydunun güneş görmediği ‘ekinoks’ durumunda ise enerji sağlanmasını sağlar.(Norman, 1998)
5. 7 Elektronik Bölümü (Transponder)
Uydu üzerindeki elektronik devrelere transponder denir. Transponder, Dünyadaki istasyondan iletilen sinyali çevirir, sinyali güçlendirir, frekansını değiştirir ve tekrar Dünya’ ya gönderir. Her radyo istasyonu kendi transponder’ e sahiptir. Çünkü frekans band paylaşımını karşılamak için uydu bordu üzerinde transponder numaraları vardır. Tipik iletişim uydularında 24 adet transponder sahiptir. Tek bir transponder, 1 renk televizyon sinyali, 1200 ses dolaşımı veya 50 mb/s digital veri taşıyabilir.(Ha, 1990)
5. 8 Uydu Yörüngeleri
Yörünge, gezegen yüzeyine paralel yönde hareket ettirmek amacıyla uzayda sakin dairesel yoldur. Gezegenler, yörüngelere yer çekimi kuvveti uygularken uydular merkez kaç kuvvetiyle dışa doğru itilirler. Üç tür yörünge vardır: Polar yörünge, incline eliptik yörünge ve geosynchronous yörünge (Clark yörünge).(Ha, 1990)
5. 8. 1 Yörüngesel Uydular
Pasif uydular, yörüngesel ya da senkron olmayan uydu türleridir. Yani bu uydular, dünyanın çevresinde alçak yükseklikte eliptik veya dairesel bir patern izleyerek, dünyanın açısal hızından daha yüksek (ileriye doğru) ya da daha düşük (geriye doğru) bir açısal hızla dönerler. Dolayısıyla yörüngesel uydular sürekli olarak Yeryüzü’ ne oranla zaman açısından daha ileri giderler yada daha geri kalırlar ve Yeryüzü’ nün herhangi bir noktasına göre durağan kalmazlar. Böylece yer istasyonları uyduyu sadece uygun yörüngede olduğunda kullanabilir. Bu süre yörünge başına 15 dakikadır. Yörüngesel uyduların bir başka dezavantajı yer istasyonlarının karmaşık ve pahalı izleme donanım gereksinimi vardır. Yeryüzü istasyonları, her yörünge süresince uydu görüş olanına girdiğinde uydunun yerini saptamalı, sonra antenini uyduya kilitlemeli ve uydu istasyonun üzerinden geçerken onu izlemelidir. En önemli avantajı ise, kendi yörüngesinde kalabilmek için tepkili roket gerektirmemesidir.
Yeröte, bir uydu yörüngesinin yeryüzüne olan maksimum uzaklığıdır. Yerberi ise, bir uydu yörüngesinin yeryüzüne olan minimum uzaklığıdır.(Allman, 1997)
 |
5. 8. 2 Senkron Uydular
Senkron uydular, yörüngede, Yeryüzü’ nün açısal hızına eşit bir açısal hızla dairesel bir patern izleyerek dönen uydulardır. Dolayısıyla, senkron uydular Yeryüzünde belli bir noktaya göre sabit bir konumda kalırlar. Bu uyduların avantajı kendi gölgeleri dahilindeki bütün yer istasyonları tarafından devamlı kullanılabilir olmasıdır.(Gök, 1997) Bu uyduların dezavantajı ise, kendilerini sabit bir yörüngede tutacak gelişkin ve ağır, tepkili aygıtlar gerektirmesidir. Senkron bir uydunun yörüngesel süresi 24 saat olup, Yeryüzü ile aynıdır.
5. 8. 3 Yörüngesel Paternler
Bir uydu bir kez fırlatıldıktan sonra yörüngede kalmaktadır. Çünkü yeryüzü çevresindeki dönüşünün neden olduğu merkezkaç kuvveti, yeryüzünün çekim gücü ve uyduyu yeryüzünün çekim gücüne kapılmaktan korumak için gereken hızda o kadar fazla olur.
Uydu ekvator üstündeki bir yörüngede döndüğünde buna ekvator yörüngesi denir.
Uydu, kuzey ve güney kutuplarının üstündeki bir yörüngede döndüğünde buna kutup
yörüngesi denir. Bu yörüngeler dışındaki tüm yörüngelere eğimli yörüngeler
denir.(Gök, 1997)
5. 9 Bakış Açıları
Bir anteni bir uyduya yönlendirebilmek için, yükseklik açsı ve azimutu bilmek gerekir. Buna bakış açısı denir.
5. 9. 1 Yükseklik Açısı
Yükseklik açısı, yer istasyonu anteniyle uydu arasındaki doğrunun yer istasyonu anteniyle yeryüzü ufku arasındaki doğruyla oluşturduğu açıya denir. Yükseklik açısı ne kadar küçük olursa, yayınım yapan dalganın yeryüzü atmosferinde kat etmesi gereken mesafe o kadar büyük olur. Yeryüzü atmosferi boyunca yayılan herhangi bir dalga soğrulmaya maruz kalır, ayrıca gürültü tarafından ciddi bir biçimde bozulabilir. Dolayısıyla yükseklik açısı çok küçük ve dalganın yeryüzü atmosferi içinde kat ettiği mesafe çok uzun olursa, dalga iletimin yetersiz olmasına neden olacak kadar kayba uğrayabilir. Genel olarak 5º yükseklik açısı minimum yükseklik açısıdır.(Gök, 1997)
5. 9. 2 Azimut
Azimut, bir antenin yatay bakma açısı olarak tanımlanır. Hem yükseklik açısı hem de azimut, yer istasyonunun enlemine ve yer istasyonu ile yörüngedeki uydunun boylamına bağlıdır.
5. 10 Yörünge Aralıkları ve Frekans Tahsisi
 |
Senkron uydular, senkron bir yörüngenin belli bir yayı içinde sınırlı bir alanı ve frekans tayfını paylaşmak zorundadır. Bir birine yakın yada aynı frekansta çalışan uyduların iletimleri bir birine karışmaması için, uydular uzayda bir birlerine yeterince uzakta bulundurulmalıdır.
Uyduların uzayda belli bir alan içinde konumlandırılabileceğinden uydu yapılarının sayısı için bir sınırlama söz konusudur. Gereken uzaysal ayırma şu değişkenlere bağlıdır:
· Hem yer istasyonun hem uydu antenlerinin hüzme genişliği ve yan lob yayılımı,
· RF taşıyıcı sinyal frekansı,
· Kullanıcı kodlama ya da modülasyon tekniği,
· Kabul edilebilir girişim sınırları,
· Gönderme taşıyıcı gücü,
Genel olarak yukarıdaki ayrıma bakarak 3º-6º arası uzaysal ayrım gerekmektedir.
Uydu iletişiminde kullanılan en yaygın taşıyıcı frekansları, 6/4 GHz bandı ile 14/12 GHz bandıdır. İlk band çıkarma hattı (yer istasyonundan transpondere) frekansı, ikincisi ise indirme hattı (transponderden yer istasyonuna) frekansını göstermektedir.(Allman, 1998)
5. 11 Uydu Pozisyonları
Uluslar arası anlaşmaya göre clark yörüngede yer alan uydular 4 geometrik açıya bölünür. (Uydular arası 1833 mi) Böylece bir birine çok yakın uydular arası parazitler engellenir ve 1.7 derece açılı band genişliği ile tipik dünya üzerindeki anten sistemine gider. Clarke yörüngede uydu sayısı sınırlıdır ve bu sayı 90’ dır. Birbirine yakın uydular için farklı frekans bandları tahsis edilir ve hatta anten polarizasyonuyla (dikey,yatay,sağ-elle dairesel,sol-elle dairesel) daha büyük parazitleri azaltılması başarılabilir. Uydularda yer alan alıcı anten ve iletim yolu ile zemindeki tüm donatım up-link sistem içerir. Temelde sistem uydu receiver giriş terminalinden önce ki her şeyi içerir.(Ha, 1990) Uydu kartının değerini ve uzayı korumak için receiver anteni uydu iletim anteninden daha küçük yapılır.(Feher, 1983)