Yerel alan ağı

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Bir yerel alan ağı, küçük bir coğrafyaya dağılmış bilgisayarları birbirine bağlayan bir ağdır. Günümüzdeki örnekleri:

• Bir ev ağı
• Bir ofis ağı
• Bir kampüs ağı
• İnternet kafeler

şeklinde sayılabilir. Bir yerel alan ağı ile daha büyük ağlar arasındaki en önemli farklar şunlardır:

• Çok daha yüksek veri hızları
• Küçük coğrafyadan dolayı daha kısa beklemeler
• Basit yönlendirme kuralları

Access Methods

• Contention
• Polling
• Token Passing

Network Topologies

• Bus Topologies
• Ring Topologies
• Star Topologies
• Mesh Topology

Network Architectures

• Ethernet
• Token Ring
• ATM
• FDDI

Örnek LAN Çözümleri

• Küçük Ölçek LAN Uygulaması
• Orta Ölçek LAN Uygulaması
• Büyük Ölçek LAN Uygulaması

Access Methods(Erişim Metodları) :

Erişim metodu, ağda bulunan bilgisayarların iletişim ortamını nasıl paylaşacağını yöneten kurallar kümesidir. 3 önemli erişim metodu vardır.

Contention: Contention-based sistemlerde, ağdaki bilgisayarlar iletişim ortamını kullanmak için sürekli bir yarış içerisindedir ve her zaman veri gönderebilirler. CSMA(Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection): Bu teknikte paket gönderilmeden önce kablo kontrol edilir. Diğer bir iletişimin oluşturduğu trafik yoksa iletişime izin verilir. İki bilgisayarın birden kabloyu kullanmaya çalışması collision yani çatışma olarak adlandırılır ve böyle bir durumda ikisinin de trafiği kaybolur.

Contention-based ağdaki bir çatışma

Polling: Polling-based sistemlerde, bir cihaz, ağdaki hangi bilgisayarın veri iletmeye ya da veri almaya hazır olup olmadığı bilgisinden sorumludur.Bu cihaz denetleyici ya da yönetici olarak da adlandırılır.

Token Passing: Bu erişim metodu, ağda sürekli dolaşan token(jeton) adında bir çerçeveyi kullanır.Ağda veri iletmek isteyen bir bilgisayar bu jetonu alana kadar beklemek zorundadır.Bilgisayar veri iletimini tamamladıktan sonra bu jeton çerçevesini ağdaki diğer bilgisayara geçirir.

Network Topologies(Ağ Topolojileri): Ethernet ve Token-Ring topolojilerini anlamak için en yaygın olan ve en çok kullanılan topolojiler Bus,Ring,Star ve Mesh topolojileridir.

Bus Topologies: Bus topolojisinde ağdaki tüm bilgisayarlar paylaşılan bir kabloya(bazen omurga olarak ta adlandırılır) bağlıdır.

Ring Topologies: Ring topolojisinde bilgisayarlar birbirlerine dairesel bir şekilde bağlanır.Her bir bilgisayar komşusu olan diğer bilgisayara bağlıdır ve veri daire etrafında sadece bir yönde dolaşabilir.

Star Topologies: Star topolojisinde tüm cihazlar merkezi bir huba bağlıdır.Hub ağdaki bir bilgisayardan sinyali alır ve gitmesi gereken bilgisayara gönderir.

Mesh Topologies: Bu topoloji diğer topolojileri de içeren melez bir topolojidir.Ağdaki bilgisayarlardan herbiri istediği bilgisayara bağlanabilir.

Network Architectures(Ağ Mimarileri) ya da LAN Teknolojileri:

Ethernet: Ethernet ve türevleri olan Fast Ethernet, Gigabit Ethernet CSMA/CD(Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection) erişim metodunu esas almış çok popüler bir ağ mimarisidir.Günümüzde 10Mbps,100Mbps,1000Mbps hızlarında çalışan türevleri geliştirilmiştir. Ethernet teknolojisine dayalı ürünler desteklediği kablo türüne göre sınıflanırlar.

10BASE2: İnce(thin) koaksiyel kablo
10BASE5: Kalın(thick) koaksiyel kablo
10BASE-T: UTP(Unshielded twisted-pair), STP(Shielded twisted-pair)
10BASE-F: Fiber Optik Kablo

Aşağıdaki şekillerde koaksiyel kablo ve UTP kablo uygulamaları görülmektedir.Koaksiyel kablo uygulaması düşük hızlarda kaldığı için günümüzde pek tercih edilmemektedir.

Token Ring:Jetonlu halkada düğümler birbirine halka biçiminde bağlandığından her düğüm fiziksel olarak komşu iki düğüme bağlıdır.Jetonlu halka ağının kurulması için MAU ya da MSAU(MultiStation Access Unit) olarak adlandırılan ve üzerinde uç sistemlerin bağlanması için birden çok Token Ring potru bulunan cihazlar kullanılır.MAU cihazlarına bağlanacak bilgisayarlar üzerinde 4,16 veya 100 Mbps hızında Token Ring NIC’ler olmalıdır.Bunlar adaptör kablolarla MAU cihazlarına bağlanırlar.

Jetonlu halkada, biri veri aktarımı, diğeri jeton aktarımı için iki tür çerçeve kullanılır.Veri çerçevesi, bir düğümden diğerine bilgi aktarılan çerçevedir; Jeton çerçevesi ise halkaya veri çerçevesi çıkarmak isteyen düğüme o hakkı vermeyi sağlayan özel bir kısa çerçevedir.

Token Ring mimarisi daha çok endüstriyel uygulamalarda kullanılır.Bunun en önemli nedeni, çatışma olmaması ve bir düğümün yolu belli bir zaman dilimi içerisinde ele geçirme garantisinin olmasıdır.

ATM(Asynchronous Transfer Mode):Asynchronous Transfer Mode (ATM) paket anahtarlama temeline göre çalışan bir teknolojidir. ATM ile uzak ofislerin iletişimi sağlanır ya da ATM bir omurga (bacbone) oluşturmada kullanılır. En önemli bir kaç özelliği; aktarımda hücre(cell) olarak adlandırılan küçük boyutlu ve sabit uzunlukta veri paketleri kullanılması, ses, video ve resim gibi uygulamalarının gereksinim duyduğu farklı türde hizmet sınıflarını desteklemesi, yine bu tür uygulamaların gereksinim duyduğu hizmet kalitesini sunmasıdır. ATM ağlar için UNI(User-to-Network Interface) ve NNI(Network-to-Network Interface) olarak adlandırılan iki çeşit bağlantı arayüzü tanımlanmıştır.UNI ATM portu olan cihazın ATM ağa bağlanması için kullanılırken, NNI ise ATM bulutu oluşturan anahtar cihazların birbirlerine bağlanması için kullanılır. ATM ağda hücre aktarımı için, önceden ilgili iki düğüm arasında sanal bir devre kurulmuş olmalıdır.Sanal devrelerin oluşturulmasında biri SVC(Switched Virtual Circuit), diğeri PVC(Permanent Virtual Circuit) olarak adlandırılan iki farklı yöntem vardır.SVC anahtarlamalı, PVC kalıcı sanal devre ortamı sağlar.SVC yöntem olarak dial-up bağlantıyı andırırken,PVC kiralık hat uygulamasını andırır. ATM tabanlı bir ağ, Ethernet, Jetonlu halka,FDDI gibi diğer ağ teknolojileriyle bütünleştirilebilir.Bu amaçla kısaca LANE diye adlandırılan LAN emülasyonu kullanılır.

FDDI(Fiber Distributed Data Interface): Yüksek hıza gereksinim duyan ağlarda kullanılır. 100 Mbps hızında token-passing erişim tekniğine sahiptir ve fiber-optik kablo üzerinden iletişim sağlar. Erişim yöntemi olarak token geçirme tekniği kullanılır. Aşağıdaki şekilde bir FDDI ağının ikinci halkanin bozulması durumunda ağın güvenilirliğini nasıl sürdürdüğü görülmektedir.

Örnek LAN Çözümleri:

Küçük Ölçek LAN Uygulaması: 8-16 tane sistemin olduğu böylesi LAN’lar HUB ya da switch kullanılarak oluşturulabilir.Sistsem sayısının 30’u geçmemesi önerilir.

Orta Ölçek Lan Uygulaması: 30 ile 100 sistemin olacağı uygulamalar orta ölçekli olarak varsayılabilir.Bu uygulamada ortaya merkez bir switch yerleştirilir;sistemlere bağlantı, genel olarak merkez cihaza takılı ve daha düşük port yoğunluklu ve daha düşük kapasiteli HUB veya switch kullanılır.

Büyük Ölçek LAN Uygulaması: Büyük ölçek LAN, kampüs ağ olmayan ancak sistem sayısı çok fazla olan uygulamalar içindir; orta ölçekten farkı, sistem sayısının çok daha fazla olabilmesidir.

Orta/Büyük Ölçek LAN Üzerinde vLAN Oluşturma: Ethernet tabanlı ağlarda ağa eklenen sistem sayısı arttıkça ağın ortalama performansı düşmeye başlar.Çünkü, her ne kadar ağda anahtar cihazları kullanılsa da üst katman protokolleri veya uygulama katmanı programları yayın(broadcast) türü trafik üretirler.Yayın türü ağ trafiği tüm ağ bileşenlerini etkiler; hepsi gelen paketi almak ve kendisini ilgilendiriyorsa yanıtlamak durumundadır.Bu nedenle orta ya da büyük ölçek LAN uygulamalarında aynı bölüme veya işgrubuna farklı bir LAN kurulmuş gibi sanal LAN(virtual LAN) oluşturulur.Böylece her bölüm kendi içerisinde üretilen yayın türü trafikten etkilenir; diğerlerinden etkilenmez ve kısmen de olsa güvenilirlik sağlanmış olunur. vLAN oluşturulması için LAN’da kullanılan HUB ya da switch cihazlarının sanal LAN oluşturmayı desteklemesi ve bu cihazlar üzerinde konfigürasyon yapılmalısı gerekir.Cihazlar başlangıçta default değere sahiptir.Birden çok oluşturulmak istendiğinde cihazların konsoluna bağlanılır ve gerekli ayarlar yapılır.