Bilgisayar Ağlarının Temelleri
ve Yapısal Bileşenleri
Bilgisayar ağlarının temelleri, bilgisayarların ilk geliştirildiği dönemlerde tek başlarına çalışan birimler olmalarına dayanır. Ancak, şirketlerde kullanılan bilgisayar sayısının artmasıyla bu durumun işletmeler için verimli ve ekonomik olmadığı anlaşıldı. Maliyetleri düşürmek ve işlerin daha hızlı ve kolay yapılabilmesi için bilgisayarların birbirleriyle haberleşmesi gerektiği fikri ortaya çıktı. Bu doğrultuda, günümüzde vazgeçilmez hale gelen ağ yapıları geliştirildi.
Ağ, belirli kurallar çerçevesinde birbiriyle iletişim kurabilen cihazların oluşturduğu bir yapıdır.
Bilgisayarların birbirleriyle haberleşebilmeleri için ağlar kurulmalıdır. Ağlar, yazılım ve donanım bileşenlerinden oluşur. Ağ donanımı olarak kablolar, switch'ler ve router'lar gibi cihazlar kullanılır. Yazılım tarafında ise ağ işletim sistemleri, iletişim protokolleri ve ağ programları yer alır.
Ağ Kurulumunun Avantajları ve İşlevleri
Ağ, sunduğu olanaklarla bunu sağlar. Kullanıcılar, kendilerinden kilometrelerce uzaktaki bilgilere birkaç saniye içinde erişebilirler.
Program Paylaşımı: Ağ ortamında, tüm kullanıcılar merkezi bir bilgisayara kurulu olan programı kullanabilir. Programın her bir bilgisayara ayrı ayrı kurulması gerekmez.
Dosya Paylaşımı: Kullanıcılar, işlerini yaparken ihtiyaç duydukları dosya kaynaklarına ağdaki herhangi bir bilgisayardan erişebilirler. Her kullanıcı, yalnızca kendisine gerekli olan dosyaları okuma yetkisine sahiptir.
Yazıcı Paylaşımı: Bir ağda, çok sayıda kullanıcı aynı anda aynı yazıcıyı kullanabilir. Her bilgisayara ayrı bir yazıcı bağlamak yerine, bu yöntem maliyetleri önemli ölçüde düşürür.
Güvenlik: Ağa bağlanarak kaynakları kullanmak isteyen her kullanıcı kimliğini doğrulamak zorundadır. Yalnızca önceden tanımlanmış hesaplara sahip kullanıcılar kaynaklara erişebilir. Her kullanıcının hesap yetkileri farklı olabilir.
Merkezi Yönetim: Ağdaki bilgisayarlar ve cihazlar, yöneticiler tarafından uzaktan yönetilebilir. Tüm bilgisayarlara aynı anda program kurulabilir ve ortak güvenlik politikaları toplu olarak uygulanabilir.
Ağ Yapısında Donanım ve Yazılım Bileşenleri
Ağlar, yazılım ve donanımlardan oluşur. Ağ donanımları, kablo, switch, router gibi cihazlar diyebiliriz. Yazılım ise ağ işletim sistemleri (MS Windows, Linux, Netware vb.) iletişim protokolleri ve ağ programlarından oluşur.
Ağ ortamında işletim sistemleri iki farklı rol üstlenebilirler.
Server (Sunucu): Adında “Server” kelimesi olan her işletim sistemi sunucu özelliğine sahiptir. Sunucu bilgisayarlar, ağ kaynaklarını tutan ve bu kaynakları diğer bilgisayarların ve kullanıcıların kullanımına sunan bilgisayarlardır. Örneğin, yazıcı ve dosya kaynaklarını kullanıma sunan bilgisayarlar gibi.
Client (İstemci): Kullanıcıların sunulan kaynaklara erişirken kullandıkları sistemlerdir.
Ağlarda Kablolama Sistemleri ve Kablo Seçiminin Önemi
Kablolama sistemi, verilerin iletimini sağlayan temel altyapıdır. Kablolar, hız ve malzeme özelliklerine göre farklı çeşitlerde bulunur. Ancak, ağın hızını ve performansını doğrudan etkilediği için doğru kablo seçimi oldukça önemlidir. Kabloların kalitesi, veri aktarım hızını, güvenilirliği ve sinyal kaybını da etkileyebilir.
Günümüzde en yaygın kullanılan kablo türü "Twisted Pair" (UTP) kablodur. UTP kablolar, hem uygun maliyetleri hem de esnek kullanım özellikleri nedeniyle tercih edilir. Ayrıca, UTP kabloların farklı kategorileri (Cat5e, Cat6, Cat6a vb.) ağın gereksinimlerine göre çeşitli hız ve performans seçenekleri sunar.
Fiber optik kablolar ise yüksek hız ve uzun mesafelerde sinyal kaybını minimize etmek için kullanılır. Bu nedenle, özellikle büyük veri merkezleri ve omurga bağlantıları gibi kritik noktalarda tercih edilen bir seçenektir.
Ağları genişletmek ve farklı ağlarla birleştirmek amacıyla çeşitli ağ cihazları kullanılabilir. En yaygın kullanılan ağ cihazları şunlardır:
Hub: Star topolojisinde kullanılan merkezi bir bağlantı noktasıdır. Tüm cihazlar, veri iletimi için hub üzerinden bağlanır. Ancak, hub tüm bağlantı noktalarına aynı veriyi gönderdiği için etkinliği sınırlıdır ve ağ trafiği yoğunlaştığında performans sorunları yaşanabilir.
Switch: Hub'a benzer şekilde star topolojilerinde kullanılır, ancak veri iletimini daha etkin bir şekilde yönlendiren bir cihazdır. Switch, her bağlantıyı doğrudan hedef cihaza yönlendirerek ağ performansını artırır ve veri çakışmalarını en aza indirir. Bu, özellikle büyük ağlarda önemli bir avantaj sağlar.
Router: Birbirinden uzak noktalardaki ağ sistemlerini haberleştirmek için kullanılır. Router, veri paketlerini farklı ağlar arasında yönlendirir ve bu sayede ağların birbirine bağlanmasını sağlar. Ayrıca, router'lar internet erişimi sağlamak için de kullanılır ve genellikle güvenlik duvarı özellikleri içerir.
Access Point (Erişim Noktası): Kablosuz ağ bağlantıları sağlamak için kullanılır. Access point'ler, cihazların kablosuz olarak ağa bağlanmasını sağlar ve kablolu ağlara genişletilebilirlik sunar.
Firewall (Güvenlik Duvarı): Ağ güvenliğini sağlamak için kullanılan bir cihazdır. Firewall, ağa gelen ve giden trafiği denetleyerek istenmeyen erişimleri engeller ve ağ güvenliğini artırır.
Ağda çalışan cihazların birbirleriyle iletişim kurabilmeleri için gerekli kurallar bütününe iletişim protokolleri denir. Ağ protokollerini dillere benzetebiliriz; insanların anlaşabilmesi için aynı dili konuşmaları gerektiği gibi, iki bilgisayarın da iletişim kurabilmesi için aynı protokolü kullanmaları gerekir.
Günümüzde en yaygın kullanılan protokol TCP/IP’dir (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP/IP, her türlü ağda rahatlıkla kullanılabilen esnek ve gelişmiş bir protokoldür. Bu protokol, veri iletimini güvenli ve verimli bir şekilde sağlar. İletişim için kullanılacak protokol, işletim sistemleri tarafından desteklenir ve yapılandırılır.
Network Interface Card (Ağ Kartı)
Ağa bağlanan her bilgisayarda bulunması zorunlu olan ve ağa fiziksel bağlantıyı sağlayan adaptördür. Network Interface Card (NIC), bilgisayarların ağa bağlanmasını ve veri alışverişi yapabilmesini mümkün kılar. NIC'ler, Ethernet ve Token Ring gibi farklı ağ teknolojileri için çeşitli tiplerde üretilir.
NIC'ler, kullanılan kablo türlerine göre farklı konnektör tipleri sunar. Örneğin, Ethernet ağları için RJ45 konnektörleri kullanılırken, Token Ring ağları için farklı konnektör tipleri tercih edilir. Kablosuz ağlar için üretilmiş NIC'lerde ise genellikle küçük bir anten bulunur, bu sayede kablosuz iletişim sağlanabilir.
Bir ağın topolojisi, kablo yerleşiminin bir haritası olarak düşünülebilir ve bilgisayarların nasıl bağlandığını tanımlar. Aktif olarak kullanılan bazı topoloji türleri şunlardır:
Bus Topoloji: Tüm cihazları birbirine bağlamak için doğrusal bir kablo kullanılır. Bu kablo, tüm bilgisayarlardan geçer ve veriler bu hat üzerinden iletilir.
Star Topoloji: Bilgisayarlar, hub veya switch gibi bir merkezi bağlantı cihazı aracılığıyla birbirlerine bağlanır. Bu topoloji, genellikle yüksek performans sağlar ve en sık kullanılan topoloji türüdür.
Ring Topoloji: Bu topoloji fiziksel olarak Star topolojisine benzer, ancak veri yolu ağ üzerinde bir döngü oluşturur. Her cihaz, bir sonraki cihazla bir halka oluşturarak bağlanır ve veriler bu halka üzerinden döner.
Mesh Topoloji: Her cihaz doğrudan diğer tüm cihazlarla bağlantı kurar. Bu topoloji, yüksek düzeyde güvenilirlik ve hata toleransı sağlar çünkü herhangi bir bağlantı kesildiğinde diğer bağlantılar işlevselliği sürdürebilir. Ancak, karmaşıklık ve maliyet açısından genellikle daha yüksek olabilir.
Tree Topoloji: Bu topoloji, hiyerarşik bir yapıya sahiptir ve Star topolojisinin bir uzantısı olarak düşünülebilir. Ağaç şeklinde bir yapı oluşturur; ana bir kök cihaz ve bu kökten dallanan diğer cihazlar bulunur. Bu yapı, büyük ağlarda yönetimi ve genişlemeyi kolaylaştırır.
Hybrid Topoloji: Farklı topoloji türlerinin bir kombinasyonudur. Örneğin, Star ve Bus topolojilerinin bir arada kullanıldığı bir yapı olabilir. Bu topoloji, çeşitli ağ ihtiyaçlarına göre esneklik ve uyum sağlar.
Point-to-Point Topoloji: İki cihaz arasında doğrudan bir bağlantı sağlar. Bu topoloji, basit ve düşük maliyetli bir çözüm sunar, ancak yalnızca iki cihaz arasındaki veri iletimi için uygundur.
Point-to-Multipoint Topoloji: Bir merkez cihazdan birden fazla cihaza bağlantı sağlar. Bu, özellikle kablosuz ağlarda yaygındır ve bir merkez üniteye birçok istemci cihazın bağlanmasını sağlar.
