Bilgisayar ağı - Computer network

Bir bilgisayar ağı , ağ düğümleri üzerinde bulunan veya bunlar tarafından sağlanan kaynakları paylaşan bir dizi bilgisayardır . Bilgisayarlar , birbirleriyle iletişim kurmak için dijital ara bağlantılar üzerinden ortak iletişim protokollerini kullanır . Bu ara bağlantılar, çeşitli ağ topolojilerinde düzenlenebilen fiziksel olarak kablolu, optik ve kablosuz radyo frekansı yöntemlerine dayanan telekomünikasyon ağ teknolojilerinden oluşur .

Bir bilgisayar ağının düğümleri, kişisel bilgisayarları , sunucuları , ağ donanımını veya diğer özel veya genel amaçlı ana bilgisayarları içerebilir . Ağ adresleri ile tanımlanırlar ve ana bilgisayar adlarına sahip olabilirler . Ana bilgisayar adları, ilk atamadan sonra nadiren değiştirilen düğümler için unutulmaz etiketler görevi görür. Ağ adresleri, İnternet Protokolü gibi iletişim protokolleri aracılığıyla düğümlerin bulunmasına ve tanımlanmasına hizmet eder .

Bilgisayar ağları, sinyalleri taşımak için kullanılan iletim ortamı , bant genişliği , ağ trafiğini organize etmek için iletişim protokolleri , ağ boyutu, topoloji, trafik kontrol mekanizması ve kurumsal amaç dahil olmak üzere birçok kritere göre sınıflandırılabilir .

Bilgisayar ağları , World Wide Web'e erişim , dijital video , dijital ses , uygulama ve depolama sunucularının , yazıcıların ve faks makinelerinin ortak kullanımı ve e-posta ve anlık mesajlaşma uygulamalarının kullanımı gibi birçok uygulamayı ve hizmeti destekler .

Tarih

Bilgisayar ağları , ilgili disiplinlerin teorik ve pratik uygulamalarına dayandığından, bilgisayar bilimi , bilgisayar mühendisliği ve telekomünikasyonun bir dalı olarak kabul edilebilir . Bilgisayar ağları, çok çeşitli teknolojik gelişmelerden ve tarihi dönüm noktalarından etkilenmiştir.

1950'lerin sonlarında , Bell 101 modem kullanılarak ABD askeri Yarı Otomatik Yer Ortamı (SAGE) radar sistemi için bir bilgisayar ağı inşa edildi . Bu ilk ticari olarak modemi tarafından yayınlanan, bilgisayarlar için AT & T Corporation'dan 1958 izin modemi dijital veri 110 bir hızda Normal koşulsuz telefon hatları üzerinden iletilecek saniye başına bit (bit / sn).
1959'da Christopher Strachey , zaman paylaşımı için bir patent başvurusunda bulundu ve John McCarthy , MIT'de kullanıcı programlarının zaman paylaşımını uygulamak için ilk projeyi başlattı. Stratchey, o yıl Paris'teki açılış UNESCO Bilgi İşlem Konferansı'nda konsepti JCR Licklider'a aktardı . McCarthy, en eski zaman paylaşım sistemlerinden üçünün yaratılmasında etkili oldu ( 1961'de Uyumlu Zaman Paylaşım Sistemi , 1962'de BBN Zaman Paylaşım Sistemi ve 1963'te Dartmouth Zaman Paylaşım Sistemi ).
1959'da Anatoly Kitov , Sovyetler Birliği Komünist Partisi Merkez Komitesine, Sovyet silahlı kuvvetlerinin ve Sovyet ekonomisinin kontrolünün bir bilgi işlem merkezleri ağı temelinde yeniden düzenlenmesi için ayrıntılı bir plan önerdi.
1960 yılında, ticari havayolu rezervasyon sistemi yarı otomatik iş araştırma ortamı (SABRE), birbirine bağlı iki ana bilgisayarla çevrimiçi hale geldi .
1963'te JCR Licklider , bilgisayar kullanıcıları arasında genel iletişime izin vermeyi amaçlayan bir bilgisayar ağı olan " Galaksiler Arası Bilgisayar Ağı " kavramını tartışan ofis arkadaşlarına bir muhtıra gönderdi .
1960'lar boyunca, Paul Baran ve Donald Davies , bilgisayarlar arasında bir ağ üzerinden bilgi aktarmak için bağımsız olarak paket anahtarlama kavramını geliştirdiler . Davies, konseptin uygulanmasına öncülük etti. Ulusal Fizik Laboratuvarında (Birleşik Krallık) yerel bir alan ağı olan NPL ağı , 768 kbit/s'lik bir hat hızı ve daha sonra yüksek hızlı T1 bağlantıları (1.544 Mbit/sn hat hızı) kullandı.
1965 yılında Western Electric , anahtarlama dokusunda bilgisayar kontrolü uygulayan ilk yaygın olarak kullanılan telefon anahtarını tanıttı .
1969 yılında, ilk dört düğümleri ARPANET arasında 50 kbit / s devreleri kullanılarak bağlanmıştır Los Angeles California Üniversitesi'nden , Stanford Research Institute , Santa Barbara, California Üniversitesi'nden ve Utah Üniversitesi . 1970'lerin başında, Leonard Kleinrock , ARPANET'in gelişimini destekleyen paket anahtarlamalı ağların performansını modellemek için matematiksel çalışmalar yaptı. 1970'lerin sonlarında öğrenci Farouk Kamoun ile hiyerarşik yönlendirme üzerine teorik çalışması, bugün İnternet'in işleyişi için kritik olmaya devam ediyor.
1972'de, ticari hizmetler ilk olarak Avrupa'da, 1970'lerin sonlarında X.25'i kullanmaya başlayan ve tüm dünyaya yayılan kamu veri ağlarında konuşlandırıldı . Temel altyapı, 1980'lerde TCP/IP ağlarını genişletmek için kullanıldı .
1973'te Fransız CYCLADES ağı, ağın kendisinin merkezi bir hizmeti olmaktan ziyade, verilerin güvenilir bir şekilde teslim edilmesinden ana bilgisayarları sorumlu yapan ilk ağ oldu .
1973'te Robert Metcalfe , Xerox PARC'da , 1960'larda Norman Abramson ve Hawaii Üniversitesi'ndeki meslektaşları tarafından geliştirilen Aloha ağına dayalı bir ağ sistemi olan Ethernet'i anlatan resmi bir not yazdı . Temmuz 1976'da Robert Metcalfe ve David Boggs , "Ethernet: Yerel Bilgisayar Ağları için Dağıtılmış Paket Anahtarlama" adlı makalelerini yayınladılar ve 1977 ve 1978'de alınan birkaç patent üzerinde işbirliği yaptılar.
1974'te Vint Cerf , Yogen Dalal ve Carl Sunshine , İnternet'i ağlar arası bağlantının kısaltması olarak kullanan RFC 675 İletim Kontrol Protokolü (TCP) spesifikasyonunu yayınladı .
1976 yılında, John Murphy Datapoint Corporation'ın yarattı ARCNET , ilk hisse depolama cihazları için kullanılan bir belirteç geçen ağı.
1977'de, ilk uzun mesafeli fiber ağ, GTE tarafından California, Long Beach'te kuruldu.
1977'de Xerox Ağ Sistemleri (XNS), Robert Metcalfe ve Yogen Dalal tarafından Xerox'ta geliştirildi .
1979'da Robert Metcalfe, Ethernet'i açık bir standart haline getirmeye çalıştı.
1980'de Ethernet, orijinal 2.94 Mbit/s protokolünden Ron Crane , Bob Garner, Roy Ogus ve Yogen Dalal tarafından geliştirilen 10 Mbit/s protokolüne yükseltildi .
1995'te Ethernet için iletim hızı kapasitesi 10 Mbit/s'den 100 Mbit/s'ye yükseldi. 1998'de Ethernet, 1 Gbit/s'lik iletim hızlarını destekledi. Ardından, 400 Gbit/s'ye kadar daha yüksek hızlar eklendi (2018 itibariyle). Ethernet'in ölçeklendirilmesi, sürekli kullanımına katkıda bulunan bir faktör olmuştur.

Kullanmak

Bir bilgisayar ağı, e-posta , anlık mesajlaşma , çevrimiçi sohbet , sesli ve görüntülü telefon görüşmeleri ve video konferans gibi çeşitli teknolojilerle elektronik yollarla kişiler arası iletişimi genişletir . Bir ağ, ağ ve bilgi işlem kaynaklarının paylaşılmasına izin verir. Kullanıcılar, paylaşılan bir ağ yazıcısında belge yazdırma veya paylaşılan bir depolama cihazının kullanımı gibi ağdaki aygıtlar tarafından sağlanan kaynaklara erişebilir ve bunları kullanabilir. Bir ağ, yetkili kullanıcılara ağdaki diğer bilgisayarlarda depolanan bilgilere erişme yeteneği vererek dosyaların, verilerin ve diğer bilgi türlerinin paylaşılmasına izin verir. Dağıtılmış bilgi işlem , görevleri gerçekleştirmek için bir ağdaki bilgi işlem kaynaklarını kullanır.

ağ paketi

Çoğu modern bilgisayar ağı, paket modu iletimine dayalı protokoller kullanır. Bir ağ paketi , paket anahtarlamalı bir ağ tarafından taşınan biçimlendirilmiş bir veri birimidir .

Paketler iki tür veriden oluşur: kontrol bilgisi ve kullanıcı verisi (yük). Kontrol bilgileri, örneğin kaynak ve hedef ağ adresleri , hata algılama kodları ve sıralama bilgileri gibi kullanıcı verilerini iletmek için ağın ihtiyaç duyduğu verileri sağlar . Tipik olarak, kontrol bilgileri , aralarında yük verileriyle birlikte paket başlıklarında ve römorklarda bulunur .

Paketlerle, iletim ortamının bant genişliği , ağın devre anahtarlamalı olmasına göre kullanıcılar arasında daha iyi paylaşılabilir . Bir kullanıcı paket göndermediğinde, bağlantı diğer kullanıcıların paketleriyle doldurulabilir ve bu nedenle, bağlantı aşırı kullanılmadığı sürece, nispeten daha az müdahale ile maliyet paylaşılabilir. Çoğu zaman, bir paketin ağ üzerinden izlemesi gereken rota hemen mevcut değildir. Bu durumda paket kuyruğa alınır ve bir bağlantı serbest kalana kadar bekler.

Paket ağının fiziksel bağlantı teknolojileri tipik olarak paketlerin boyutunu belirli bir maksimum iletim birimi (MTU) ile sınırlar. Daha uzun bir mesaj, transfer edilmeden önce parçalanabilir ve paketler geldiğinde, orijinal mesajı oluşturmak için yeniden birleştirilirler.

Ağ topolojisi

Ortak ağ topolojileri

Ağ topolojisi , fiziksel veya coğrafi konumlarının aksine, ağ ana bilgisayarlarının ara bağlantısının düzeni, modeli veya organizasyonel hiyerarşisidir. Tipik olarak, ağları tanımlayan çoğu diyagram topolojilerine göre düzenlenir. Ağ topolojisi verimi etkileyebilir, ancak güvenilirlik genellikle daha kritiktir. Bus veya yıldız ağları gibi birçok teknolojide tek bir arıza, ağın tamamen başarısız olmasına neden olabilir. Genel olarak, ne kadar çok ara bağlantı olursa, ağ o kadar sağlam olur; ama kurmak daha pahalı.

Ortak düzenler şunlardır:

Bus ağı : tüm düğümler bu ortam boyunca ortak bir ortama bağlanır. Bu, orijinal Ethernet'te kullanılan ve 10BASE5 ve 10BASE2 olarak adlandırılan düzendi . Modern fiziksel katman varyantları bunun yerine noktadan noktaya bağlantılar kullanmasına rağmen , bu hala veri bağlantısı katmanında yaygın bir topolojidir .
Yıldız ağı : tüm düğümler özel bir merkezi düğüme bağlıdır. Bu, her kablosuz istemcinin merkezi Kablosuz erişim noktasına bağlandığı bir Kablosuz LAN'da bulunan tipik düzendir .
Halka ağı : her düğüm, tüm düğümler bağlı olacak ve her düğüm, düğümleri sola veya sağa geçerek birbirine ulaşabilecek şekilde sol ve sağ komşu düğümüne bağlıdır. Fiber Distributed Veri Arabirimi (FDDI) böyle bir topoloji kullanmıştır.
Mesh ağı : Her düğüm, herhangi bir düğümden diğerine en az bir geçiş olacak şekilde rastgele sayıda komşuya bağlanır.
Tam bağlantılı ağ : her düğüm, ağdaki diğer tüm düğümlere bağlıdır.
Ağaç ağı : düğümler hiyerarşik olarak düzenlenir.

Bir ağdaki düğümlerin fiziksel yerleşimi, mutlaka ağ topolojisini yansıtmayabilir. Örnek olarak, FDDI ile ağ topolojisi bir halkadır, ancak fiziksel topoloji genellikle bir yıldızdır, çünkü tüm komşu bağlantılar merkezi bir fiziksel konum üzerinden yönlendirilebilir. Fiziksel yerleşim tamamen alakasız değildir, ancak ortak kanal ve ekipman konumları yangın, elektrik kesintisi ve sel gibi sorunlardan dolayı tek arıza noktalarını temsil edebileceğinden.

Yer paylaşımlı ağ

Örnek bir bindirme ağı

Bir bindirme ağı başka bir ağ üzerine inşa edilen bir sanal ağdır. Yer paylaşımlı ağdaki düğümler, sanal veya mantıksal bağlantılarla bağlanır. Her bağlantı, temel alınan ağda, belki de birçok fiziksel bağlantı yoluyla bir yola karşılık gelir. Bindirme ağının topolojisi, temel alınan ağdan farklı olabilir (ve çoğu zaman da farklılık gösterir). Örneğin, birçok eşler arası ağ, bindirmeli ağlardır. İnternet üzerinde çalışan sanal bir bağlantı sisteminin düğümleri olarak düzenlenirler .

Yer paylaşımlı ağlar, herhangi bir veri ağı var olmadan önce bilgisayar sistemleri modemler kullanılarak telefon hatları üzerinden bağlandığında ağ oluşturmanın icadından bu yana olmuştur.

Yer paylaşımlı bir ağın en çarpıcı örneği internetin kendisidir. İnternetin kendisi başlangıçta telefon ağı üzerinde bir kaplama olarak inşa edildi . Bugün bile, her bir İnternet düğümü, çılgınca farklı topoloji ve teknolojilerin alt ağlarından oluşan bir alt ağ ağı aracılığıyla neredeyse herhangi biriyle iletişim kurabilir. Adres çözümleme ve yönlendirme , tam olarak bağlı bir IP yer paylaşımı ağının, onun altında yatan ağla eşleştirilmesine izin veren araçlardır.

Yer paylaşımlı ağa başka bir örnek, anahtarları ağdaki düğümlere eşleyen dağıtılmış bir karma tablodur . Bu durumda, temel alınan ağ bir IP ağıdır ve yer paylaşımlı ağ, anahtarlar tarafından indekslenen bir tablodur (aslında bir haritadır ).

Yer paylaşımlı ağlar ayrıca , hizmet kalitesi garantileri yoluyla daha yüksek kaliteli akış ortamı elde etmek gibi, İnternet yönlendirmesini iyileştirmenin bir yolu olarak önerilmiştir . IntServ , DiffServ ve IP Multicast gibi önceki öneriler , ağdaki tüm yönlendiricilerin değiştirilmesini gerektirdiğinden büyük ölçüde kabul görmemiştir . Öte yandan, bir bindirme ağı, İnternet servis sağlayıcılarının işbirliği olmaksızın, bindirme protokol yazılımını çalıştıran uç ana bilgisayarlara aşamalı olarak dağıtılabilir . Bindirme ağının, iki bindirme düğümü arasındaki temel ağda paketlerin nasıl yönlendirildiği üzerinde hiçbir kontrolü yoktur, ancak örneğin, bir mesajın hedefine ulaşmadan önce geçtiği bindirme düğümlerinin sırasını kontrol edebilir.

Örneğin, Akamai Technologies , güvenilir, verimli içerik dağıtımı (bir tür çok noktaya yayın ) sağlayan bir yer paylaşımlı ağı yönetir . Akademik araştırma, diğerleri arasında, son sistem çok noktaya yayın, esnek yönlendirme ve hizmet kalitesi çalışmalarını içerir.

Ağ bağlantıları

Bir bilgisayar ağı oluşturmak üzere aygıtları birbirine bağlamak için kullanılan iletim ortamı (genellikle literatürde fiziksel ortam olarak adlandırılır ), elektrik kablosu , optik fiber ve boş alanı içerir. Olarak OSI modeli fiziksel katman ve veri bağlantı katmanı -, materyaller üzerinde yazılım tabakalar 1 ve 2'de tanımlandığı gibidir.

Yerel alan ağı (LAN) teknolojisinde bakır ve fiber ortam kullanan yaygın olarak benimsenen bir aile topluca Ethernet olarak bilinir . Ağa bağlı cihazlar arasında Ethernet üzerinden iletişimi sağlayan medya ve protokol standartları, IEEE 802.3 tarafından tanımlanmıştır . Kablosuz LAN standartları radyo dalgalarını kullanır , diğerleri iletim ortamı olarak kızılötesi sinyalleri kullanır . Güç hattı iletişimi , veri iletmek için bir binanın güç kablolarını kullanır .

kablolu

Fiber optik kablolar , ışığı bir bilgisayar/ağ düğümünden diğerine iletmek için kullanılır.

Bilgisayar ağlarında aşağıdaki kablolu teknoloji sınıfları kullanılmaktadır.

Koaksiyel kablo , kablolu televizyon sistemleri, ofis binaları ve yerel alan ağları için diğer çalışma alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. İletim hızı, saniyede 200 milyon bit ile saniyede 500 milyon bit arasında değişir.
ITU-T G.hn teknolojisi, yüksek hızlı bir yerel alan ağı oluşturmak için mevcut ev kablolarını ( koaksiyel kablo , telefon hatları ve güç hatları ) kullanır.
Kablolu Ethernet ve diğer standartlariçin bükümlü çift kablolama kullanılır. Tipik olarak hem ses hem de veri iletimi için kullanılabilen 4 çift bakır kablodan oluşur. Birlikte bükülmüş iki kablonun kullanılması, karışma ve elektromanyetik indüksiyonu azaltmaya yardımcı olur. İletim hızı 2 Mbit/s ile 10 Gbit/s arasında değişmektedir. Bükümlü çift kablolama iki şekilde gelir: blendajsız bükümlü çift (UTP) ve blendajlı bükümlü çift (STP). Her form, çeşitli senaryolarda kullanılmak üzere tasarlanmışçeşitli kategori derecelendirmelerinde gelir.

Dünya çapında denizaltı fiber optik telekomünikasyon kablolarını gösteren 2007 haritası.

Bir optik elyaf , bir cam elyaftır. Lazerler ve optik yükselticiler aracılığıyla verileri temsil eden ışık darbeleri taşır . Optik fiberlerin metal tellere göre bazı avantajları, çok düşük iletim kaybı ve elektriksel parazite karşı bağışıklıktır. Yoğun dalga bölmeli çoğullamayı kullanan optik fiberler, ışığın farklı dalga boylarında birden fazla veri akışını aynı anda taşıyabilir, bu da verilerin saniyede trilyonlarca bite kadar gönderilme hızını büyük ölçüde artırır. Optik fiberler, çok yüksek veri hızları taşıyan uzun kablolar için kullanılabilir ve kıtaları birbirine bağlamak için denizaltı kabloları için kullanılır . İki temel fiber optik türü vardır, tek modlu optik fiber (SMF) ve çok modlu optik fiber (MMF). Tek modlu fiber, düzinelerce hatta yüz kilometre boyunca tutarlı bir sinyali sürdürebilme avantajına sahiptir. Çok modlu fiberin sonlandırılması daha ucuzdur ancak veri hızına ve kablo kalitesine bağlı olarak birkaç yüz hatta birkaç düzine metre ile sınırlıdır.

Kablosuz

Bilgisayarlar genellikle kablosuz bağlantılar kullanarak ağlara bağlanır

Ağ bağlantıları, radyo veya diğer elektromanyetik iletişim araçları kullanılarak kablosuz olarak kurulabilir.

Karasal mikrodalga – Karasal mikrodalga iletişimi, uydu çanaklarına benzeyen Dünya tabanlı vericiler ve alıcılar kullanır. Karasal mikrodalgalar, tüm iletişimi görüş alanıyla sınırlayan düşük gigahertz aralığındadır. Röle istasyonları yaklaşık 40 mil (64 km) aralıklarla yerleştirilmiştir.
İletişim uyduları - Uydular ayrıca mikrodalga yoluyla da iletişim kurar. Uydular uzayda, tipik olarak ekvatorun 35.400 km (22.000 mi) üzerinde jeosenkron yörüngede bulunur. Bu Dünya yörüngesindeki sistemler, ses, veri ve TV sinyallerini alma ve iletme yeteneğine sahiptir.
Hücresel ağlar birkaç radyo iletişim teknolojisi kullanır. Sistemler, kapsanan bölgeyi birden fazla coğrafi alana böler. Her alana düşük güçlü bir alıcı - verici tarafından hizmet verilir.
Radyo ve yayılmış spektrum teknolojileri – Kablosuz LAN'lar , dijital hücresele benzer yüksek frekanslı bir radyo teknolojisi kullanır. Kablosuz LAN'lar, sınırlı bir alanda birden fazla cihaz arasında iletişimi sağlamak için yayılmış spektrum teknolojisini kullanır. IEEE 802.11 , Wi-Fi olarak bilinen açık standart kablosuz radyo dalgası teknolojisinin ortak bir türünü tanımlar .
Serbest uzay optik iletişimi , iletişim için görünür veya görünmez ışık kullanır. Çoğu durumda,iletişim cihazlarının fiziksel konumlandırmasını sınırlayan görüş hattı yayılımı kullanılır.
İnterneti radyo dalgaları ve optik yollarla gezegenler arası boyutlara genişletmek, Gezegenler Arası İnternet .
Avian Carriers üzerinden IP , RFC 1149 olarak yayınlanan mizahi bir Nisan aptalının Yorum Talebiydi . 2001 yılında gerçek hayatta uygulandı.

Son iki durum, iki yönlü yavaş iletişim sağlayan ancak büyük miktarda bilgi gönderilmesini engellemeyen (yüksek verimleri olabilir) büyük bir gidiş-dönüş gecikme süresine sahiptir.

Ağ düğümleri

Herhangi bir fiziksel iletim ortamından ayrı olarak, ağlar, ağ arabirim denetleyicileri (NIC'ler), tekrarlayıcılar , hub'lar , köprüler , anahtarlar , yönlendiriciler , modemler ve güvenlik duvarları gibi ek temel sistem yapı taşlarından oluşturulur . Herhangi bir özel ekipman parçası sıklıkla birden fazla yapı taşı içerir ve bu nedenle birden çok işlevi yerine getirebilir.

Ağ arayüzleri

Aksesuar kartı şeklinde bir ATM ağ arayüzü. Birçok ağ arabirimi yerleşiktir.

Bir ağ arabirim denetleyicisi (NIC) bilgisayar donanım bilgisayarı bağlayan bir ağ veri ve proses düşük seviye ağ bilgileri yeteneğine sahiptir. Örneğin, NIC, bir kabloyu kabul etmek için bir konektöre veya kablosuz iletim ve alım için bir antene ve ilgili devrelere sahip olabilir.

Gelen Ethernet ağları, her ağ arabirim denetleyicisi benzersiz sahiptir Medya Erişim Kontrolü (MAC) adresini -genellikle kontrolörün kalıcı hafızada saklanır. Ağ cihazları arasındaki adres çakışmalarını önlemek için Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE), MAC adresi benzersizliğini korur ve yönetir. Bir Ethernet MAC adresinin boyutu altı oktettir . En önemli üç oktet, NIC üreticilerini tanımlamak için ayrılmıştır. Bu üreticiler, yalnızca kendilerine atanan öneklerini kullanarak, ürettikleri her Ethernet arabiriminin en az anlamlı üç sekizlisini benzersiz bir şekilde atar.

Tekrarlayıcılar ve hub'lar

Bir tekrarlayıcı bir olan elektronik bir ağ alır cihazı sinyali , gereksiz gürültü temizler ve yeniden oluşturur. Sinyal olan yeniden iletilen daha yüksek bir güç düzeyinde veya tıkanıklık diğer tarafına sinyal bozulması olmadan uzun mesafeler kapsayacak böylece. Çoğu bükümlü çift Ethernet konfigürasyonunda, 100 metreden uzun kablolar için tekrarlayıcılar gereklidir. Fiber optik ile tekrarlayıcılar birbirinden onlarca hatta yüzlerce kilometre uzakta olabilir.

Tekrarlayıcılar, OSI modelinin fiziksel katmanı üzerinde çalışır, ancak sinyali yeniden oluşturmak için yine de küçük bir miktar zamana ihtiyaç duyar. Bu, ağ performansını etkileyen ve düzgün işlevi etkileyebilecek bir yayılma gecikmesine neden olabilir. Sonuç olarak, birçok ağ mimarisi, örneğin Ethernet 5-4-3 kuralı gibi bir ağda kullanılan tekrarlayıcıların sayısını sınırlar .

Birden çok bağlantı noktasına sahip bir Ethernet tekrarlayıcı, Ethernet hub'ı olarak bilinir . Ağ sinyallerini yenilemeye ve dağıtmaya ek olarak, bir tekrarlayıcı hub, ağ için çarpışma tespiti ve arıza izolasyonuna yardımcı olur. LAN'lardaki hub'lar ve tekrarlayıcılar, modern ağ anahtarları tarafından büyük ölçüde eskimiştir .

Köprüler ve anahtarlar

Ağ köprüleri ve ağ anahtarları , yalnızca çerçeveleri iletişimde yer alan bağlantı noktalarına ilettikleri, bir hub ise tüm bağlantı noktalarına ilettikleri için bir hub'dan farklıdır. Köprülerin yalnızca iki bağlantı noktası vardır, ancak bir anahtar, çok bağlantı noktalı bir köprü olarak düşünülebilir. Anahtarların normalde çok sayıda bağlantı noktası vardır, bu da cihazlar için bir yıldız topolojisini kolaylaştırır ve ek anahtarları basamaklandırır.

Köprüler ve anahtarlar , OSI modelinin veri bağlantı katmanında (katman 2) çalışır ve tek bir yerel ağ oluşturmak için iki veya daha fazla ağ kesimi arasında köprü trafiği oluşturur. Her ikisi de , her çerçevedeki hedef MAC adresine dayalı olarak veri çerçevelerini bağlantı noktaları arasında ileten cihazlardır . Alınan çerçevelerin kaynak adreslerini inceleyerek fiziksel portların MAC adresleri ile ilişkisini öğrenirler ve sadece gerektiğinde çerçeveyi iletirler. Bilinmeyen bir hedef MAC hedeflenirse, cihaz isteği kaynak dışındaki tüm bağlantı noktalarına yayınlar ve yanıttan konumu keşfeder.

Köprüler ve anahtarlar, ağın çarpışma alanını böler ancak tek bir yayın alanını korur. Köprüleme ve anahtarlama yoluyla ağ segmentasyonu, büyük, sıkışık bir ağın daha küçük, daha verimli ağların bir araya gelmesine bölünmesine yardımcı olur.

Yönlendiriciler

ADSL telefon hattını ve Ethernet ağ kablosu bağlantılarını gösteren tipik bir ev veya küçük ofis yönlendiricisi

Bir yönlendirici bir olduğunu internetworking ileri, cihazın paketleri ele veya yönlendirme bilgileri işleyerek ağları arasında paket dahildir. Yönlendirme bilgileri genellikle yönlendirme tablosu ile birlikte işlenir . Bir yönlendirici, paketlerin nereye iletileceğini belirlemek için yönlendirme tablosunu kullanır ve çok büyük ağlar için verimsiz olan yayın paketleri gerektirmez.

modemler

Modemler (modülatör-demodülatör), ağ düğümlerini orijinal olarak dijital ağ trafiği için tasarlanmamış teller veya kablosuz için bağlamak için kullanılır. Bunu yapmak için, bir veya daha fazla taşıyıcı sinyal , iletim için gerekli özellikleri vermek üzere uyarlanabilen bir analog sinyal üretmek üzere dijital sinyal tarafından modüle edilir . İlk modemler , standart bir sesli telefon hattı üzerinden gönderilen ses sinyallerini modüle etti . Modemler, dijital abone hattı teknolojisini kullanan telefon hatları ve DOCSIS teknolojisini kullanan kablolu televizyon sistemleri için hala yaygın olarak kullanılmaktadır .

güvenlik duvarları

Bir güvenlik duvarı ağ güvenliği ve erişim kurallarını kontrol etmek için bir ağ cihazı veya yazılımdır. Güvenlik duvarları, güvenli dahili ağlar ile İnternet gibi potansiyel olarak güvenli olmayan harici ağlar arasındaki bağlantılara yerleştirilir. Güvenlik duvarları genellikle tanınmayan kaynaklardan gelen erişim isteklerini reddederken, tanınanlardan gelen eylemlere izin verecek şekilde yapılandırılır. Güvenlik duvarlarının ağ güvenliğinde oynadığı hayati rol, siber saldırıların sürekli artmasına paralel olarak büyüyor .

iletişim protokolleri

TCP/IP modeli ve modelin farklı katmanlarında kullanılan ortak protokollerle ilişkisi.

İleti, bir yönlendirici (R) varlığında TCP/IP modelinin dört katmanında iki cihaz (AB) arasında akar. Kırmızı akışlar etkili iletişim yollarıdır, siyah yollar ise gerçek ağ bağlantılarından geçer.

Bir iletişim protokolü , bir ağ üzerinden bilgi alışverişi için bir dizi kuraldır. İletişim protokollerinin çeşitli özellikleri vardır. Bunlar olabilir bağlantı yönelimli veya bağlantısız , bunlar kullanabilir devre modu veya paket anahtarlama ve bunlar ele veya düz bir adresleme hiyerarşik kullanabilir.

Genellikle OSI modeline göre oluşturulan bir protokol yığınında , iletişim işlevleri protokol katmanlarına bölünür; burada her katman, en alttaki katman medya üzerinden bilgi gönderen donanımı kontrol edene kadar altındaki katmanın hizmetlerinden yararlanır. Protokol katmanlamanın kullanımı, bilgisayar ağları alanında her yerde mevcuttur. Protokol yığınının önemli bir örneği, IEEE 802.11 (Wi-Fi protokolü) üzerinden IP üzerinden TCP ( İnternet protokolleri ) üzerinden çalışan HTTP'dir (World Wide Web protokolü). Bu yığın, kullanıcı internette gezinirken kablosuz yönlendirici ile ev kullanıcısının kişisel bilgisayarı arasında kullanılır .

Birkaçı aşağıda açıklanan birçok iletişim protokolü vardır.

Ortak protokoller

İnternet Protokolü Paketi

Internet Protokolü Suite ayrıca TCP / IP denilen, bütün modern ağ temelidir. İnternet protokolü (IP) kullanılarak datagram iletimi tarafından geçilen, doğası gereği güvenilmez bir ağ üzerinden bağlantısız ve bağlantıya yönelik hizmetler sunar . Protokol paketi özünde, İnternet Protokolü Sürüm 4 (IPv4) için adresleme, tanımlama ve yönlendirme özelliklerini ve IPv6 için , protokolün çok daha geniş bir adresleme özelliğine sahip yeni neslini tanımlar . Internet Protokolü Suite için protokollerin tanımlanması kümesidir internette .

IEEE 802

IEEE 802 , yerel alan ağları ve büyükşehir alan ağları ile ilgilenen bir IEEE standartları ailesidir. Eksiksiz IEEE 802 protokol paketi, çeşitli ağ oluşturma yetenekleri sağlar. Protokoller düz bir adresleme düzenine sahiptir. Çoğunlukla OSI modelinin 1. ve 2. katmanlarında çalışırlar .

Örneğin, MAC köprüleme ( IEEE 802.1D ), bir Yayılan Ağaç Protokolü kullanılarak Ethernet paketlerinin yönlendirilmesiyle ilgilenir . IEEE 802.1Q , VLAN'ları tanımlar ve IEEE 802.1X , VLAN'larda kullanılan kimlik doğrulama mekanizmalarının temelini oluşturan (ancak WLAN'larda da bulunur) bağlantı noktası tabanlı bir Ağ Erişim Kontrolü protokolünü tanımlar ; kullanıcının bir "kablosuz erişim anahtarı" girmesi gerekir.

Ethernet

Ethernet , kablolu LAN'larda kullanılan bir teknoloji ailesidir. Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü tarafından yayınlanan IEEE 802.3 adı verilen bir dizi standart tarafından tanımlanmaktadır .

Kablosuz LAN

Yaygın olarak WLAN veya WiFi olarak da bilinen IEEE 802.11 standartlarına dayalı kablosuz LAN , muhtemelen bugün ev kullanıcıları için IEEE 802 protokol ailesinin en iyi bilinen üyesidir . IEEE 802.11, kablolu Ethernet ile birçok özelliği paylaşır.

SONET/SDH

Eşzamanlı optik ağ (SONET) ve Eşzamanlı Dijital Hiyerarşi (SDH), lazerler kullanarak çoklu dijital bit akışlarını optik fiber üzerinden aktaran standartlaştırılmış çoğullama protokolleridir. Başlangıçta , PCM (Darbe Kodu Modülasyonu) formatında kodlanmış gerçek zamanlı, sıkıştırılmamış, devre anahtarlamalı sesi desteklemek için çeşitli farklı kaynaklardan devre modu iletişimlerini taşımak için tasarlandılar . Ancak, protokol tarafsızlığı ve aktarıma yönelik özellikleri nedeniyle SONET/SDH, Eşzamansız Aktarım Modu (ATM) çerçevelerini taşımak için de bariz bir seçimdi .

eşzamansız iletim modu

Asenkron Transfer Modu (ATM), telekomünikasyon ağları için bir anahtarlama tekniğidir. Eşzamansız zaman bölmeli çoğullamayı kullanır ve verileri küçük, sabit boyutlu hücrelere kodlar . Bu, değişken boyutlu paketler veya çerçeveler kullanan Internet Protokol Paketi veya Ethernet gibi diğer protokollerden farklıdır . ATM hem benzerlikler vardır devre ve paket ağ açık. Bu, hem geleneksel yüksek verimli veri trafiğini hem de ses ve video gibi gerçek zamanlı, düşük gecikmeli içeriği işlemesi gereken bir ağ için iyi bir seçimdir . ATM , gerçek veri alışverişi başlamadan önce iki uç nokta arasında sanal bir devrenin kurulması gereken bağlantı yönelimli bir model kullanır .

ATM'nin rolü yeni nesil ağlar lehine azalırken, bir İnternet servis sağlayıcısı ile ev kullanıcısı arasındaki bağlantı olan son kilometrede hala rol oynamaktadır .

Hücresel standartlar

: Dahil olmak üzere farklı dijital hücresel standartların bir dizi vardır Mobil İletişim için Küresel Sistem (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), cdmaBir , CDMA2000 , Evrim-Data Optimized (EV-DO), egprs ( EDGE), Evrensel Mobil Telekomünikasyon Sistemi (UMTS), Dijital Gelişmiş Kablosuz Telekomünikasyon (DECT), Dijital AMPS (IS-136/TDMA) ve Entegre Dijital Gelişmiş Ağ (iDEN).

yönlendirme

Yönlendirme, bilgi almak için bir ağ üzerinden iyi yolları hesaplar. Örneğin, düğüm 1'den düğüm 6'ya kadar en iyi rotalar, en kalın rotalara sahip olduğundan, muhtemelen 1-8-7-6 veya 1-8-10-6 olacaktır.

Yönlendirme , ağ trafiğini taşımak için ağ yollarını seçme işlemidir. Yönlendirme, devre anahtarlamalı ağlar ve paket anahtarlamalı ağlar dahil olmak üzere birçok ağ türü için gerçekleştirilir .

Paket anahtarlamalı ağlarda, yönlendirme protokolleri , ara düğümler aracılığıyla doğrudan paket iletmeyi (mantıksal olarak adreslenmiş ağ paketlerinin kaynaklarından nihai hedeflerine geçişi) yönlendirir . Ara düğümler tipik olarak yönlendiriciler , köprüler , ağ geçitleri , güvenlik duvarları veya anahtarlar gibi ağ donanım aygıtlarıdır . Genel amaçlı bilgisayarlar , özel donanım olmamasına ve sınırlı performanstan zarar görmelerine rağmen, paketleri iletebilir ve yönlendirme yapabilir. Yönlendirme işlemi genellikle yönlendirmeyi çeşitli ağ hedeflerine giden yolların kaydını tutan yönlendirme tabloları temelinde yönlendirir . Bu nedenle yönlendiricinin belleğinde tutulan yönlendirme tablolarının oluşturulması verimli yönlendirme için çok önemlidir.

Genellikle alınabilecek birden çok yol vardır ve aralarından seçim yapmak için, yönlendirme tablosuna hangi yolların yükleneceğine karar vermek için farklı öğeler düşünülebilir, örneğin (önceliğe göre sıralanır):

Prefix-Length : daha uzun alt ağ maskelerinin tercih edildiği yer (bir yönlendirme protokolü içinde mi yoksa farklı bir yönlendirme protokolü üzerinde mi olduğundan bağımsız)
Metrik : daha düşük bir metrik/maliyet tercih edildiğinde (yalnızca bir ve aynı yönlendirme protokolünde geçerlidir)
İdari mesafe : daha düşük bir mesafenin tercih edildiği yer (yalnızca farklı yönlendirme protokolleri arasında geçerlidir)

Çoğu yönlendirme algoritması aynı anda yalnızca bir ağ yolu kullanır. Çok yollu yönlendirme teknikleri, birden çok alternatif yolun kullanılmasını sağlar.

Yönlendirme, terimin daha dar anlamıyla, genellikle ağ adreslerinin yapılandırılmış olduğu ve benzer adreslerin ağ içinde yakınlık anlamına geldiği varsayımıyla köprüleme ile karşılaştırılır . Yapılandırılmış adresler, bir grup cihaza giden yolu temsil etmek için tek bir yönlendirme tablosu girişine izin verir. Büyük ağlarda, yapılandırılmış adresleme (dar anlamda yönlendirme), yapılandırılmamış adreslemeden (köprüleme) daha iyi performans gösterir. Yönlendirme, internette baskın adresleme biçimi haline geldi. Köprüleme, yerelleştirilmiş ortamlarda hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

coğrafi ölçek

Ağlar, fiziksel kapasite, organizasyonel amaç, kullanıcı yetkilendirme, erişim hakları ve diğerleri gibi birçok özellik veya özellikle karakterize edilebilir. Bir başka belirgin sınıflandırma yöntemi, fiziksel kapsam veya coğrafi ölçektir.

Nano ölçekli ağ

Bir nano ölçekli iletişim ağı ileti taşıyıcı da dahil olmak üzere nano uygulanan temel bileşeni vardır ve makro ölçüde iletişim mekanizmaları farklılık fiziksel yasalara yararlanır. Nano ölçekli iletişim, iletişimi biyolojik sistemlerde bulunanlar gibi çok küçük sensörlere ve aktüatörlere kadar genişletir ve ayrıca klasik iletişim için çok zor olan ortamlarda çalışma eğilimindedir.

Kişisel alan ağı

Bir kişisel alan ağı (PAN) bilgisayarlar ve yakın bir kişiye farklı bilgiler teknolojik cihazlar arasında iletişim kurmak için kullanılan bir bilgisayar ağıdır. PAN'da kullanılan bazı aygıt örnekleri kişisel bilgisayarlar, yazıcılar, faks makineleri, telefonlar, PDA'lar, tarayıcılar ve hatta video oyun konsollarıdır. Bir PAN, kablolu ve kablosuz cihazları içerebilir. Bir PAN'ın erişimi tipik olarak 10 metreye kadar uzanır. Kablolu bir PAN genellikle USB ve FireWire bağlantıları ile oluşturulurken, Bluetooth ve kızılötesi iletişim gibi teknolojiler tipik olarak bir kablosuz PAN oluşturur.

Yerel alan ağı

Bir yerel alan ağı (LAN) bir ağdır böyle bir ev, okul, ofis binası veya binaların yakından konumlandırılmış grup olarak bir sınırlı coğrafi bölgede bağlanır bilgisayarlar ve cihazlar. Ağdaki her bilgisayar veya aygıt bir düğümdür . Kablolu LAN'lar büyük olasılıkla Ethernet teknolojisine dayanmaktadır . ITU-T G.hn gibi daha yeni standartlar ayrıca koaksiyel kablolar, telefon hatları ve güç hatları gibi mevcut kabloları kullanarak kablolu bir LAN oluşturmanın bir yolunu sağlar.

Geniş alan ağının (WAN) aksine bir LAN'ın tanımlayıcı özellikleri arasında daha yüksek veri aktarım hızları , sınırlı coğrafi aralık ve bağlantı sağlamak için kiralık hatlara güvenmeme yer alır . Mevcut Ethernet veya diğer IEEE 802.3 LAN teknolojileri , 2010 yılında IEEE tarafından standartlaştırılan 100 Gbit/s'ye kadar veri aktarım hızlarında çalışır . Şu anda 400 Gbit/s Ethernet geliştirilmektedir.

Bir LAN, bir yönlendirici kullanılarak bir WAN'a bağlanabilir .

Ev alan ağı

Bir ev alanı ağı (HAN), tipik olarak evde dağıtılan dijital cihazlar, genellikle az sayıda kişisel bilgisayar ve yazıcılar ve mobil bilgi işlem cihazları gibi aksesuarlar arasında iletişim için kullanılan bir konut LAN'ıdır. Önemli bir işlev, genellikle bir kablolu TV veya dijital abone hattı (DSL) sağlayıcısı aracılığıyla bir geniş bant hizmeti olan İnternet erişiminin paylaşılmasıdır .

Depolama alanı ağı

Bir depolama alanı ağı (SAN) konsolide, blok-seviye veri depolama erişim sağlayan özel bir ağdır. SAN'lar öncelikle disk dizileri, teyp kitaplıkları ve optik müzik kutuları gibi depolama aygıtlarını sunucular tarafından erişilebilir hale getirmek için kullanılır, böylece aygıtlar işletim sistemine yerel olarak bağlı aygıtlar gibi görünür. Bir SAN'ın tipik olarak, diğer aygıtlar tarafından yerel alan ağı aracılığıyla erişilemeyen kendi depolama aygıtları ağı vardır. SAN'ların maliyeti ve karmaşıklığı 2000'li yılların başında hem kurumsal hem de küçük ve orta ölçekli işletme ortamlarında daha geniş çapta benimsemeye izin veren seviyelere düştü.

Kampüs alan ağı

Bir kampüs alan ağı (CAN), sınırlı bir coğrafi alan içindeki LAN'ların ara bağlantılarından oluşur. Ağ ekipmanı (anahtarlar, yönlendiriciler) ve iletim ortamı (optik fiber, bakır tesisi, Cat5 kablolama, vb.) neredeyse tamamen kampüs kiracısına/sahibine (bir işletme, üniversite, hükümet, vb.) aittir.

Örneğin, bir üniversite kampüs ağının, akademik kolejleri veya bölümleri, kütüphaneyi ve öğrenci yurtlarını birbirine bağlamak için çeşitli kampüs binalarını birbirine bağlaması muhtemeldir.

omurga ağı

Bir omurga ağı farklı LAN veya alt arasında bilgi alışverişi için bir yol sağlayan bir bilgisayar ağı altyapısının bir parçasıdır. Bir omurga, aynı bina içinde, farklı binalar arasında veya geniş bir alan üzerinde çeşitli ağları birbirine bağlayabilir.

Örneğin, büyük bir şirket, dünyanın her yerinde bulunan departmanları birbirine bağlamak için bir omurga ağı uygulayabilir. Departman ağlarını birbirine bağlayan ekipman, ağ omurgasını oluşturur. Bir ağ omurgası tasarlarken, ağ performansı ve ağ tıkanıklığı dikkate alınması gereken kritik faktörlerdir. Normal olarak, omurga ağının kapasitesi, kendisine bağlı olan bireysel ağların kapasitesinden daha fazladır.

Omurga ağının başka bir örneği, geniş alan ağları (WAN'lar), metro, bölgesel, ulusal ve okyanuslar arası ağlar arasında veri yığınını taşıyan devasa, küresel bir fiber optik kablo ve optik ağ sistemi olan İnternet omurgasıdır .

Büyükşehir bölgesi ağı

Bir metropolitan alan ağı (MAN) genellikle şehir veya büyük bir kampüs yayılan bir büyük bilgisayar ağıdır.

Geniş alan ağı

Bir geniş alan ağı (WAN) böyle bir şehir, ülke olarak, geniş bir coğrafi alanı kapsayan, veya bu tarihe uzanan hatta kıtalararası mesafeleri bir bilgisayar ağıdır. WAN, telefon hatları, kablolar ve hava dalgaları gibi birçok ortam türünü birleştiren bir iletişim kanalı kullanır. Bir WAN genellikle telefon şirketleri gibi yaygın taşıyıcılar tarafından sağlanan iletim olanaklarından yararlanır. WAN teknolojileri genellikle OSI referans modelinin alt üç katmanında çalışır : fiziksel katman, veri bağlantı katmanı ve ağ katmanı .

Kurumsal özel ağ

Bir kuruluş özel ağ onlar bilgisayar kaynaklarını paylaşabilmeleri tek kuruluş ofis yerleri (örneğin, üretim siteleri, baş ofisleri, uzak ofisler, mağazalar) birbirine bağlamak için inşa bir ağdır.

Sanal özel ağ

Bir sanal özel ağ (VPN), düğümler arasındaki bağlantılardan bazılarının, fiziksel teller yerine açık bağlantılar veya bazı daha büyük ağlardaki (örn. İnternet) sanal devreler tarafından taşındığı bir bindirmeli ağdır. Bu durumda sanal ağın veri bağlantı katmanı protokollerinin daha büyük ağ üzerinden tünellendiği söylenir. Yaygın bir uygulama, genel İnternet üzerinden güvenli iletişimdir, ancak bir VPN'nin kimlik doğrulama veya içerik şifreleme gibi açık güvenlik özelliklerine sahip olması gerekmez. Örneğin VPN'ler, güçlü güvenlik özelliklerine sahip temel bir ağ üzerinden farklı kullanıcı topluluklarının trafiğini ayırmak için kullanılabilir.

VPN, en iyi çaba performansına sahip olabilir veya VPN müşterisi ile VPN hizmet sağlayıcısı arasında tanımlanmış bir hizmet düzeyi sözleşmesine (SLA) sahip olabilir. Genel olarak, bir VPN, noktadan noktaya daha karmaşık bir topolojiye sahiptir.

Küresel alan ağı

Bir küresel alan ağı (GAN) kablosuz LAN, uydu kapsama alanları, keyfi bir sayı genelinde mobil desteklemek için kullanılan bir ağdır vb mobil iletişimde temel zorluk bir yerel kapsama alanına diğerine kullanıcı iletişimi kapalı teslim olduğunu. IEEE Project 802'de bu, bir dizi karasal kablosuz LAN'ı içerir .

Organizasyon kapsamı

Ağlar genellikle onlara sahip olan kuruluşlar tarafından yönetilir. Özel girişim ağları, intranet ve extranetlerin bir kombinasyonunu kullanabilir. Ayrıca, tek sahibi olmayan ve neredeyse sınırsız küresel bağlantıya izin veren İnternet'e ağ erişimi sağlayabilirler .

intranet

Bir intranet , tek bir idari varlığın kontrolü altındaki bir dizi ağdır. İntranet, IP protokolünü ve web tarayıcıları ve dosya aktarım uygulamaları gibi IP tabanlı araçları kullanır . İdari varlık, intranet kullanımını yetkili kullanıcılarla sınırlar. En yaygın olarak intranet, bir kuruluşun dahili LAN'ıdır. Büyük bir intranet, kullanıcılara kurumsal bilgi sağlamak için tipik olarak en az bir web sunucusuna sahiptir. Bir intranet aynı zamanda bir yerel alan ağında yönlendiricinin arkasındaki herhangi bir şeydir.

ekstranet

Bir extranet tek kuruluşun idari kontrolü altında da ancak belirli bir dış ağa sınırlı bağlantı destekleyen bir ağdır. Örneğin, bir kuruluş, iş ortakları veya müşterileriyle veri paylaşmak için intranetinin bazı yönlerine erişim sağlayabilir. Bu diğer varlıklara güvenlik açısından mutlaka güvenilmez. Bir extranete ağ bağlantısı, her zaman olmasa da genellikle WAN teknolojisi aracılığıyla gerçekleştirilir.

internet

Bir ağlar arası farklı ağ yazılımı üstüne katman ve onları yönlendiriciler kullanılarak birbirine bağlayarak tek bir bilgisayar ağı oluşturmak üzere bilgisayar ağlarının birden fazla farklı türde bağlantısıdır.

Opte.org'da bulunan 15 Ocak 2005 verilerine dayanan İnternet'in kısmi haritası . Her satır, iki IP adresini temsil eden iki düğüm arasında çizilir . Çizgilerin uzunluğu, bu iki düğüm arasındaki gecikmenin göstergesidir. Bu grafik, erişilebilir C Sınıfı ağların %30'undan daha azını temsil etmektedir .

İnternet arası ağın büyük örneğidir. Birbirine bağlı hükümet, akademik, kurumsal, kamu ve özel bilgisayar ağlarından oluşan küresel bir sistemdir. Internet Protocol Suite'in ağ teknolojilerine dayanmaktadır . Bu halefi İleri Araştırma Projeleri Ajansı Ağı tarafından geliştirilen (ARPANET) DARPA ait Amerika Birleşik Devletleri Savunma Departmanı . İnternet , World Wide Web'i (WWW), Nesnelerin İnterneti'ni , video aktarımını ve çok çeşitli bilgi hizmetlerini etkinleştirmek için bakır iletişimleri ve optik ağ omurgasını kullanır .

İnternetteki katılımcılar, İnternet Protokol Paketi ile uyumlu yüzlerce belgelenmiş ve genellikle standartlaştırılmış protokolden ve İnternet Atanmış Numaralar Otoritesi ve adres kayıtları tarafından yönetilen bir adresleme sisteminden ( IP adresleri ) oluşan çeşitli yöntemler kullanır . Hizmet sağlayıcılar ve büyük işletmeler , Sınır Geçidi Protokolü (BGP) aracılığıyla adres alanlarının erişilebilirliği hakkında bilgi alışverişinde bulunur ve dünya çapında yedekli bir iletim yolları ağı oluşturur.

karanlık ağ

Bir Darknet tipik uzman yazılım aracılığıyla sadece erişilebilir internet üzerinde çalışan, bir bindirme ağdır. Darknet, bağlantıların yalnızca güvenilir eşler (bazen "arkadaşlar" ( F2F ) olarak adlandırılır ) arasında standart olmayan protokoller ve bağlantı noktaları kullanılarak yapıldığı, anonimleştirici bir ağdır .

Paylaşım anonim olduğundan (yani IP adresleri genel olarak paylaşılmadığından) diğer dağıtılmış eşler arası ağlardan farklıdır ve bu nedenle kullanıcılar hükümet veya kurumsal müdahaleden çok az korku duyarak iletişim kurabilir.

ağ hizmeti

Ağ hizmetleri , ağ üyeleri veya kullanıcıları için bazı işlevler sağlamak veya ağın çalışmasına yardımcı olmak için bir bilgisayar ağındaki sunucular tarafından barındırılan uygulamalardır .

World Wide Web , e-posta , baskı ve ağ dosya paylaşımı tanınmış ağ hizmetleri örnekleridir. DNS (gibi servislerle birlikte Alan Adı Sistemi ) için isim vermek IP ve MAC adresleri ve (insanlar daha iyi “210.121.67.18” gibi sayılardan daha “nm.lan” gibi isimleri hatırlıyorum) DHCP ağında ekipman sahip olmasını sağlamak için geçerli IP adresi.

Hizmetler genellikle , o ağ hizmetinin istemcileri ve sunucuları arasındaki mesajların biçimini ve sıralamasını tanımlayan bir hizmet protokolüne dayanır .

Ağ performansı

Bant genişliği

Bit bant genişliği / s elde tekabül eden, tüketilen bant genişliği anlamına gelebilir çıkışı ya da iyi girdi yani, bir iletişim yolu boyunca başarılı veri ortalama aktarım oranı. Verim , bant genişliği şekillendirme , bant genişliği yönetimi , bant genişliği daraltma , bant genişliği sınırı , bant genişliği tahsisi (örneğin bant genişliği tahsis protokolü ve dinamik bant genişliği tahsisi ) gibi teknolojilerden etkilenir . Bir bit akışının bant genişliği, hertz cinsinden tüketilen ortalama sinyal bant genişliği ile orantılıdır. (bit akışını temsil eden analog sinyalin ortalama spektral bant genişliği) çalışılan bir zaman aralığı boyunca.

Ağ gecikmesi

Ağ gecikmesi , bir telekomünikasyon ağının tasarım ve performans özelliğidir . Bir veri bitinin ağ üzerinden bir iletişim uç noktasından diğerine geçmesi için gecikme süresini belirtir . Tipik olarak bir saniyenin katları veya kesirleri olarak ölçülür. Gecikme, belirli iletişim uç noktaları çiftinin konumuna bağlı olarak biraz farklılık gösterebilir. Mühendisler genellikle hem maksimum hem de ortalama gecikmeyi bildirirler ve gecikmeyi birkaç bölüme ayırırlar:

İşlem gecikmesi – yönlendiricinin paket başlığını işlemesi için geçen süre
Kuyruk gecikmesi – paketin yönlendirme kuyruklarında geçirdiği süre
İletim gecikmesi – paketin bitlerini bağlantıya itmek için geçen süre
Yayılma gecikmesi - bir sinyalin medya aracılığıyla yayılma süresi

Bir paketin bir bağlantı yoluyla seri olarak iletilmesi için gereken süre nedeniyle sinyaller tarafından belirli bir minimum gecikme düzeyi yaşanır . Bu gecikme, ağ tıkanıklığı nedeniyle daha değişken gecikme seviyeleriyle uzatılır . IP ağ gecikmeleri birkaç milisaniyeden birkaç yüz milisaniyeye kadar değişebilir.

Hizmet kalitesi

Kurulum gereksinimlerine bağlı olarak, ağ performansı genellikle bir telekomünikasyon ürününün hizmet kalitesi ile ölçülür . Tipik olarak bu etkiler parametreler içerebilir üretilen iş , titremeleri , bit hata oranını ve gecikme .

Aşağıdaki liste, devre anahtarlamalı bir ağ ve bir tür paket anahtarlamalı ağ için ağ performans ölçütlerinin örneklerini verir , yani. ATM:

Devre anahtarlamalı ağlar: Devre anahtarlamalı ağlarda, ağ performansı hizmet derecesi ile eş anlamlıdır . Reddedilen çağrıların sayısı, ağın yoğun trafik yükleri altında ne kadar iyi performans gösterdiğinin bir ölçüsüdür. Diğer performans ölçüt türleri, gürültü ve yankı seviyesini içerebilir.
ATM: Bir Eşzamansız Aktarım Modu (ATM) ağında performans, hat hızı, hizmet kalitesi (QoS), veri çıkışı, bağlantı süresi, kararlılık, teknoloji, modülasyon tekniği ve modem geliştirmeleriyle ölçülebilir .

Her ağın yapısı ve tasarımı farklı olduğundan, bir ağın performansını ölçmenin birçok yolu vardır. Performans, ölçülmek yerine modellenebilir. Örneğin, durum geçiş diyagramları , devre anahtarlamalı bir ağda kuyruk performansını modellemek için sıklıkla kullanılır. Ağ planlayıcısı, ağın her durumda nasıl performans gösterdiğini analiz etmek için bu diyagramları kullanır ve ağın en iyi şekilde tasarlandığından emin olur.

Ağ tıkanıklığı

Ağ tıkanıklığı , bir bağlantı veya düğüm, derecelendirildiğinden daha fazla veri yüküne maruz kaldığında meydana gelir ve bu da hizmet kalitesinin bozulmasına neden olur . Ağlar tıkandığında ve sıralar çok dolduğunda, paketlerin atılması gerekir ve bu nedenle ağlar yeniden iletime güvenir. Tıkanıklığın tipik etkileri arasında kuyruk gecikmesi , paket kaybı veya yeni bağlantıların engellenmesi yer alır. Bu son ikisinin bir sonucu, sunulan yükteki artımlı artışların ya ağ veriminde sadece küçük bir artışa ya da ağ veriminde bir azalmaya yol açmasıdır.

Paket kaybını telafi etmek için agresif yeniden iletimler kullanan ağ protokolleri , sistemleri ağ tıkanıklığı durumunda tutma eğilimindedir - ilk yük normalde ağ tıkanıklığına neden olmayacak bir düzeye düşürüldükten sonra bile. Böylece, bu protokolleri kullanan ağlar, aynı yük seviyesi altında iki kararlı durum sergileyebilir. Düşük iş hacmine sahip kararlı durum, konjestif çöküş olarak bilinir .

Modern ağlar , tıkanıklığın çökmesini önlemeye çalışmak için tıkanıklık kontrolü , tıkanıklıktan kaçınma ve trafik kontrol tekniklerini kullanır (yani, ağ tıkandığında uç noktalar tipik olarak yavaşlar ve hatta bazen iletimi tamamen durdurur). Bu teknikler şunlardır: üstel geri çekilme protokolleri gibi içinde 802.11 'ın CSMA / CA ve orijinal Ethernet , pencere azalma TCP ve adil bir kuyruk gibi cihazlarda yönlendiriciler . Ağ tıkanıklığının olumsuz etkilerinden kaçınmanın bir başka yöntemi, bazı paketlerin diğerlerinden daha yüksek önceliğe sahip olarak iletilmesi için öncelik şemaları uygulamaktır. Öncelik şemaları ağ tıkanıklığını kendi başlarına çözmezler, ancak bazı hizmetler için tıkanıklığın etkilerini hafifletmeye yardımcı olurlar. Bunun bir örneği 802.1p'dir . Ağ tıkanıklığını önlemenin üçüncü bir yöntemi, ağ kaynaklarının belirli akışlara açık bir şekilde tahsis edilmesidir. Bunun bir örneği, içinde ihtilafsız İletim Opportunities (CFTXOPs) kullanılmasıdır ITU-T G.hn yüksek hız sağlar standart, (1 kadar Gbit / s kadar) yerel alan ağ , mevcut ev telleri (güç hatları üzerinden telefon hatları ve koaksiyel kablolar).

İnternet için, RFC 2914 tıkanıklık kontrolü konusunu ayrıntılı olarak ele almaktadır.

Ağ esnekliği

Ağ esnekliği , " arızalar ve normal operasyondaki zorluklar karşısında kabul edilebilir bir hizmet düzeyi sağlama ve sürdürme yeteneğidir ".

Güvenlik

Bilgisayar ağları da kullandığı güvenlik hacker dağıtmak için bilgisayar virüsleri veya bilgisayar solucanları ağa bağlı cihazlar üzerinde ya da bir yoluyla ağa erişmesini bu cihazları önlemek için reddi hizmet saldırısı .

Ağ güvenliği

Ağ Güvenliği , bilgisayar ağının ve ağ erişilebilir kaynaklarının yetkisiz erişimini, kötüye kullanımını, değiştirilmesini veya reddedilmesini önlemek ve izlemek için ağ yöneticisi tarafından benimsenen hükümler ve ilkelerden oluşur . Ağ güvenliği, ağ yöneticisi tarafından kontrol edilen bir ağdaki verilere erişim yetkisidir. Kullanıcılara yetkileri dahilindeki bilgi ve programlara erişimlerini sağlayan bir ID ve şifre atanır. Ağ güvenliği, işletmeler, devlet kurumları ve bireyler arasındaki günlük işlemleri ve iletişimi güvence altına almak için hem genel hem de özel çeşitli bilgisayar ağlarında kullanılır.

ağ gözetimi

Ağ gözetimi , İnternet gibi bilgisayar ağları üzerinden aktarılan verilerin izlenmesidir . İzleme genellikle gizlice yapılır ve hükümetler, şirketler, suç örgütleri veya bireyler tarafından veya onların emriyle yapılabilir. Yasal olabilir veya olmayabilir ve bir mahkemeden veya başka bir bağımsız kurumdan izin gerektirebilir veya gerektirmeyebilir.

Bilgisayar ve ağ gözetim programları günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır ve neredeyse tüm İnternet trafiği, yasa dışı faaliyetlere ilişkin ipuçları için izlenmektedir veya potansiyel olarak izlenebilir.

Gözetim, sosyal kontrolü sürdürmek , tehditleri tanımak ve izlemek ve suç faaliyetlerini önlemek/soruşturmak için hükümetler ve kanun uygulayıcılar için çok faydalıdır . Total Information Awareness programı gibi programların, yüksek hızlı gözetim bilgisayarları ve biyometrik yazılımlar gibi teknolojilerin ve Kolluk Kuvvetleri için İletişim Yardımı Yasası gibi yasaların ortaya çıkmasıyla , hükümetler artık vatandaşların faaliyetlerini izlemek için benzeri görülmemiş bir yeteneğe sahipler.

Ancak, Sınır Tanımayan Gazeteciler , Elektronik Sınır Vakfı ve Amerikan Sivil Özgürlükler Birliği gibi birçok sivil hak ve mahremiyet grubu , vatandaşların gözetiminin artmasının sınırlı siyasi ve kişisel özgürlüklere sahip kitlesel bir gözetim toplumuna yol açabileceğine dair endişelerini dile getirdi . Bunun gibi korkular, Hepting v. AT&T gibi sayısız davaya yol açtı . Hacktivist grup Anonymous bu "ağır gözetim" gördüğü göstermişti hükümet web siteleri hacklendi gelmiştir.

Uçtan uca şifreleme

Uçtan uca şifreleme (E2EE), iletişim kuran iki taraf arasında dolaşan verilerin kesintisiz korunmasına yönelik bir dijital iletişim paradigmasıdır. Kaynak tarafın verileri şifrelemesini içerir, böylece üçüncü taraflara bağımlı olmadan yalnızca amaçlanan alıcının şifresini çözebilir. Uçtan uca şifreleme, İnternet sağlayıcıları veya uygulama hizmeti sağlayıcıları gibi aracıların iletişimleri keşfetmesini veya kurcalamasını engeller . Uçtan uca şifreleme genellikle de korur gizliliği ve bütünlüğü .

Uçtan uca şifreleme örnekleri arasında web trafiği için HTTPS , e-posta için PGP , anlık mesajlaşma için OTR , telefon için ZRTP ve radyo için TETRA bulunur .

Tipik sunucu tabanlı iletişim sistemleri, uçtan uca şifreleme içermez. Bu sistemler , iletişim kuran tarafların kendi aralarında değil , yalnızca istemciler ve sunucular arasındaki iletişimin korunmasını garanti edebilir . E2EE olmayan sistemlere örnek olarak Google Talk , Yahoo Messenger , Facebook ve Dropbox verilebilir . Bu tür bazı sistemler, örneğin LavaBit ve SecretInk, kendilerini "uçtan uca" şifreleme sunmadıkları halde sundukları şeklinde tanımlamışlardır. Normalde uçtan uca şifreleme sunan bazı sistemlerin, örneğin Skype veya Hushmail gibi, iletişim kuran taraflar arasında şifreleme anahtarının pazarlığını bozan bir arka kapı içerdiği ortaya çıkmıştır .

Uçtan uca şifreleme paradigma adresi gibi iletişim kendileri uç noktalarında riskleri doğrudan değil teknik sömürü ait müşterileri , kalitesiz rastgele sayı üreteçleri veya anahtar emaneti . E2EE ayrıca , uç noktaların kimlikleri ve gönderilen mesajların zamanları ve miktarları gibi şeylerle ilgili olan trafik analizini de ele almaz .

SSL/TLS

1990'ların ortalarında World Wide Web'de e-ticaretin tanıtılması ve hızlı büyümesi, bir tür kimlik doğrulama ve şifrelemenin gerekli olduğunu açıkça ortaya koydu. Netscape yeni bir standartta ilk çekimi yaptı. O zamanlar baskın web tarayıcısı Netscape Navigator idi . Netscape, güvenli yuva katmanı (SSL) adı verilen bir standart oluşturdu. SSL, sertifikaya sahip bir sunucu gerektirir. Bir istemci SSL ile güvenli bir sunucuya erişim istediğinde, sunucu sertifikanın bir kopyasını istemciye gönderir. SSL istemcisi bu sertifikayı denetler (tüm web tarayıcıları önceden yüklenmiş kapsamlı bir CA kök sertifika listesiyle gelir) ve sertifika teslim alınırsa sunucunun kimliği doğrulanır ve istemci oturumda kullanım için simetrik bir anahtar şifresi üzerinde anlaşır. Oturum artık SSL sunucusu ve SSL istemcisi arasında çok güvenli bir şifreli tüneldedir.

Ağların görünümleri

Kullanıcılar ve ağ yöneticileri genellikle ağlarına ilişkin farklı görüşlere sahiptir. Kullanıcılar, bir çalışma grubundaki yazıcıları ve bazı sunucuları paylaşabilir; bu, genellikle aynı coğrafi konumda ve aynı LAN'da oldukları anlamına gelir, oysa bir Ağ Yöneticisi bu ağı çalışır durumda tutmaktan sorumludur. Bir ilgi topluluğunun yerel bir alanda olmakla daha az bağlantısı vardır ve bir dizi sunucuyu paylaşan ve muhtemelen eşler arası teknolojiler aracılığıyla iletişim kuran, rastgele yerleştirilmiş bir dizi kullanıcı olarak düşünülmelidir .

Ağ yöneticileri, ağları hem fiziksel hem de mantıksal açıdan görebilir. Fiziksel perspektif, coğrafi konumları, fiziksel kablolamayı ve iletim ortamı aracılığıyla birbirine bağlanan ağ öğelerini (örneğin yönlendiriciler , köprüler ve uygulama katmanı ağ geçitleri ) içerir. TCP/IP mimarisinde alt ağlar olarak adlandırılan mantıksal ağlar, bir veya daha fazla iletim ortamına eşlenir. Örneğin, bir bina kampüsünde yaygın bir uygulama, sanal LAN (VLAN) teknolojisini kullanarak her binadaki bir dizi LAN kablosunun ortak bir alt ağ gibi görünmesini sağlamaktır .

Hem kullanıcılar hem de yöneticiler, bir ağın güven ve kapsam özelliklerinin değişen derecelerde farkındadır. Yine TCP/IP mimari terminolojisini kullanan bir intranet , genellikle bir kuruluş tarafından özel yönetim altındaki bir ilgi topluluğudur ve yalnızca yetkili kullanıcılar (örn. çalışanlar) tarafından erişilebilir. İntranetlerin İnternet'e bağlı olması gerekmez, ancak genellikle sınırlı bir bağlantıya sahiptir. Bir extranet dışında intranet (örn iş ortakları, müşteriler) kullanıcılarına güvenli iletişim sağlayan bir intranet bir uzantısıdır.

Gayri resmi olarak İnternet, İnternet Servis Sağlayıcıları (ISS) tarafından birbirine bağlanan kullanıcılar, işletmeler ve içerik sağlayıcılar kümesidir . Mühendislik bakış açısından, İnternet , kayıtlı IP adres alanını paylaşan ve Sınır Ağ Geçidi Protokolünü kullanarak bu IP adreslerinin erişilebilirliği hakkında bilgi alışverişinde bulunan alt ağlar ve alt ağlar kümesidir . Tipik olarak, sunucuların insan tarafından okunabilen adları, Etki Alanı Adı Sisteminin (DNS) dizin işlevi aracılığıyla kullanıcılara şeffaf bir şekilde IP adreslerine çevrilir .

İnternet üzerinden işletmeden işletmeye (B2B) , işletmeden tüketiciye (B2C) ve tüketiciden tüketiciye (C2C) iletişim olabilir. Para veya hassas bilgiler değiş tokuş edildiğinde, iletişimler bir tür iletişim güvenlik mekanizması tarafından korunmaya uygundur . İntranetler ve extranetler, güvenli Sanal Özel Ağ (VPN) teknolojisi kullanılarak, genel İnternet kullanıcıları ve yöneticileri tarafından herhangi bir erişim olmaksızın İnternet'e güvenli bir şekilde bindirilebilir .

Dergiler ve haber bültenleri

Açık Bilgisayar Bilimleri ( açık erişim dergisi)

Ayrıca bakınız

Referanslar

Bu makale , Genel Hizmetler İdaresi belgesindeki kamu malı materyali içermektedir : "Federal Standart 1037C" .

daha fazla okuma

Shelly, Gary, et al. "Bilgisayarları Keşfetmek" 2003 Sürümü.
Wendell Odom, Rus Healy, Denise Donohue. (2010) CCIE Yönlendirme ve Anahtarlama. Indianapolis, IN: Cisco Basın
Kurose James F ve Keith W. Ross: Bilgisayar Ağları: İnterneti İçeren Yukarıdan Aşağıya Bir Yaklaşım, Pearson Education 2005.
William Stallings , İnternet Protokolleri ve Teknolojisi ile Bilgisayar Ağları , Pearson Education 2004.
Bilgisayar ağlarında önemli yayınlar
Ağ İletişim Mimarisi ve Protokolleri: OSI Ağ Mimarisi 7 Katmanlı Model
Dimitri Bertsekas ve Robert Gallager , "Veri Ağları", Prentice Hall, 1992.

Languages

In other projects