2.
Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmıĢ bireysel öğrenme materyalidir. Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiĢtir. PARA ĠLE SATILMAZ.
3.
ĠÇĠNDEKĠLERAÇIKLAMALAR .................................................................................................................... iiGĠRĠġ ....................................................................................................................................... 1ÖĞRENME FAALĠYETĠ–1 .................................................................................................... 31. YÖNLENDĠRĠLMĠġ PROTOKOLLER .............................................................................. 3 1.1. Yönlendirilebilir ve YönlendirilmiĢ Protokoller ........................................................... 3 1.2. YönlendirilmiĢ Protokol (IP) ........................................................................................ 5 1.3. IP Paketlerinin Yapısı ................................................................................................. 10 UYGULAMA FAALĠYETĠ .............................................................................................. 13 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME .................................................................................... 16ÖĞRENME FAALĠYETĠ–2 .................................................................................................. 172. IP YÖNLENDĠRME PROTOKOLLERĠ ........................................................................... 17 2.1. Yönlendirme ............................................................................................................... 17 2.1.1. Statik Yönlendirme .............................................................................................. 18 2.1.2. Dinamik Yönlendirme ......................................................................................... 21 2.2. Yönlendirme ve Anahtarlama KarĢılaĢtırması ............................................................ 22 2.3. YönlendirilmiĢ ve Yönlendirme KarĢılaĢtırılması ...................................................... 24 2.4. Yönlendirme Tablosu.................................................................................................. 26 2.4.1. Varsayılan Yönlendirilme Ġletiminin Konfigürasyonu ........................................ 27 2.5. Yönlendirme Algoritmaları ......................................................................................... 31 2.5.1. Bağlantı Durumu Yönlendirmesi ......................................................................... 36 2.5.2. Uzaklık Vektörü Yönlendirmesi .......................................................................... 40 2.6. Metrik Değer Parametreleri ........................................................................................ 43 UYGULAMA FAALĠYETĠ .............................................................................................. 44 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME .................................................................................... 47MODÜL DEĞERLENDĠRME .............................................................................................. 48CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 49KAYNAKÇA ......................................................................................................................... 50 i
4.
AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALARKOD 481BB0131ALAN BiliĢim TeknolojileriDAL/MESLEK Ağ ĠĢletmenliğiMODÜLÜN ADI Yönlendirme Temelleri YönlendirilmiĢ protokoller ve IP yönlendirme protokolleri ileMODÜLÜN TANIMI ilgili bilgilerin bulunduğu öğrenme materyalidir.SÜRE 40/16ÖNKOġUL Ethernet modülünü tamamlamıĢ olmak YönlendirilmiĢ protokollerini ve IP yönlendirmeYETERLĠK protokollerini tanımak, yönlendirme tablolarını incelemek ve bunlarla ilgili komutları kullanabilmek Genel Amaç Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, temel yönlendirme iĢlemlerini yapabileceksiniz. AmaçlarMODÜLÜN AMACI 1. Yönlendirme iletiĢim kuralını kavrayarak yönlendirme tablosunu aracılığıyla yönlendiricileri tespit edebileceksiniz. 2. Yönlendirme protokollerini kavrayarak yönlendirme tablosunu inceleyebileceksiniz.EĞĠTĠM ÖĞRETĠM Ortam: Ağla birbirine bağlı bilgisayar laboratuvarıORTAMLARI VE Donanım: Yönlendirici veya simülatör programı, telnetDONANIMLARI programı, firewall özellikli ağ donanımı Modül içinde yer alan her öğrenme faaliyetinden sonra verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz.ÖLÇME VE Öğretmen modül sonunda ölçme aracı (çoktan seçmeli test,DEĞERLENDĠRME doğru-yanlıĢ testi, boĢluk doldurma, eĢleĢtirme vb.) kullanarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek sizi değerlendirecektir. ii
5.
GĠRĠġ GĠRĠġ Sevgili Öğrenci, Yönlendirme bilgisayar ağları üzerinde yer alan bir bilgisayarın aynı ya da farklı birağ üzerinde bulunan baĢka bir bilgisayara hangi yollar üzerinden ulaĢacağına karar verirkenkullanılan yöntemdir. Ġnternet protokolü (IP), internetin yönlendirilmiĢ protokolüdür. IPadreslemesi, paketlerin en iyi yolu kullanarak kaynaktan hedefe doğru yönlendirilmesinisağlar. Paketin yayılımı, giydirmedeki değiĢiklikler, ulaĢılamaz protokoller de verinin uygunbir Ģekilde iletilmesinde kritik noktalardır. Bu modül de bu konuların hepsi tek tek iĢlenecektir. YönlendirilmiĢ protokol ile yönlendirmenin arasındaki farklar bu konuyu öğrenenöğrenciler için kafa karıĢıklığının temel ve en yaygın kaynaklarından biridir. Bu ifadelertanıdık gelebilir fakat farklıdır. Bu modül ile aynı zamanda yönlendiricilerin kullanıcı ileinternet arasındaki en iyi yolu belirlemek için tercih ettikleri yönlendirme protokolleri deanlatılacaktır. Dünya üzerinde kullanılan IP adresleri tektir. Ġnterneti kullanan bütün ağ cihazlarınareal (gerçek) ip vermek mümkün değildir. Alt ağlar yardımı ile adresleme belirli bir sistemeoturtulmuĢtur. Alt ağ oluĢumu ağ üzerindeki yöneticiye beraber çalıĢtığı her bir ağ parçasınınölçüsünü belirlemeye imkân verir. Ağ üzerinde kaç segment olduğu bir kere belirlendiğizaman, hangi ağda hangi aygıtın açık olduğunu belirlemek için alt ağ maskesinikullanılabilir. Bu modülü öğrenerek yönlendirmenin temellerini anlamıĢ olacaksınız. 1
7.
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–1 ÖĞRENME FAALĠYETĠ–1 AMAÇ Yönlendirme iletiĢim kuralını kavrayarak yönlendirme tablosunu görüntüleyipyönlendiricileri tespit edebileceksiniz. ARAġTIRMA OSI katmanları hakkında bilgi toplayınız, topladığınız bilgileri sınıfta arkadaĢlarınızla tartıĢınız. IP adresi ve alt ağ maskesi (subnet mask) hangi ölçütlere göre verilmektedir. Bu konuyla alakalı topladığınız bilgileri sınıfta arkadaĢlarınızla tartıĢınız. RIP, IGRP, EIGRP, OSPF yönlendirme protokollerini araĢtırınız. 1. YÖNLENDĠRĠLMĠġ PROTOKOLLER1.1. Yönlendirilebilir ve YönlendirilmiĢ Protokoller Yönlendirme bilgisayar ağları üzerinde yer alan bir bilgisayarın aynı ya da farklı birağ üzerinde bulunan baĢka bir bilgisayara nasıl hangi yollar üzerinden ulaĢacağına kararverirken kullanılan yöntemdir. Yönlendirme iĢleminin nasıl yapıldığını öğrenebilmek için IP (Internet Protocol) paketyapısını anlamak gereklidir. IP katmanı daima, sistemin bir ağa bağlı olduğunu varsayar.Ethernet tabanlı bir ağ üzerinde sadece karĢı istasyonun Ethernet adresini bilmek yeterliolduğu için her Ģey çok kolaydır. Eğer bilgiler farklı ağlar üzerindeki noktalara gönderilmekistenirse sorgulamalar baĢlar. Bir ağ üzerinden farklı bir ağ üzerine geçecek bilgi trafiğinikontrol etmek, onu yönlendirmek görevi genel olarak geçiĢ yolu aygıtlarına (gateway) aittir.IP protokolü kullanan ağlarda IP yönlendirme iĢlerini yerine getiren ağ cihazlarınayönlendirici (router) adı verilir. Ağdaki iletiĢim kuralları, protokollerde düzenlenir. Örneğin, aynı dili kullananinsanlar, nasıl birbirlerinin dediklerini anlayabiliyorlar ise iletiĢimde de aynı kulları(protokolleri) kullanan ağ cihazları birbirleri ile haberleĢebilirler. Bilgisayarlar aynı ya dauyumlu protokolleri kullanıyorlarsa birbirleriyle iletiĢim kurabilir. Yönlendirme, bilgi paketlerinin yönlendirme tablosunda yer alan IP bilgilerine göreuygun yol seçilerek geçirilmesidir. Yönlendirme protokolleri ise bu tablolarınoluĢturulmasında bilgi değiĢimini sağlayan programlardır. Yönlendirme protokolleri, ağiçindeki veri yolunu belirlemeden ve yolun bağdaĢmasından sorumludur. Yönlendiriciler,yönlendirme protokollerini kullanarak hangi ağların eriĢilebilir durumda olduğunu belirtir. 3
8.
Bu ağlara eriĢip kullanılacak en iyi yolu kararlaĢtırmak için aralarında bilgi alıĢveriĢindebulunur. Bu nedenle yönlendirme protokolleri, ağ içindeki yönlendiricilerin yerlerinibelirlemek için gereklidir ve sadece yönlendiriciler arasında kullanılır. Protokoller iç ve dıĢ olarak iki kısma ayrılmıĢtır. Ġç protokoller büyük olmayan özel ağiçindeki yönlendiriciler arasında kullanılırken dıĢ protokoller birbirinden bağımsız ve geniĢağlar arasındaki yönlendiriciler üzerinde programlarınır. Yönlendirme protokolleri ile yönlendirmeli protokoller genellikle karıĢtırılır ancak,farklı tanımlardır. Yönlendirme protokolleri dinamik yönlendirme tablosu oluĢturmak içinkullanılan RIP,OSPF, EGP, IGP, BGP gibi protokolleri; yönlendirmeli protokoller iseIP,IPX,DEC net, Apple Talk gibi protokolleri anlatır. IGP(Interior Gateway Protocol – Ġç Ağ Geçiti Protokokü ): IGP, özel ve bağımsızağlar içindeki yönlendiricilerde kullanılan bir iç protokoldür. Bağımsız özel ağlarda temelölçüt hız ve baĢarımın (performansın) yüksek olmasıdır. Ağ içerisinde olabilecek herhangibir kesintiye karĢı, en uygun yol hızlıca belirlenmelidir. IP ağ uygulamalarından iyi bilinenRIP ve OSPF, bu protokole dayanır. RIP (Routing information Protocol - Yönlendirici Bilgi Protokolü ): RIP uzaklıkvektör algoritmasına dayanır ve IGPnin bir uygulamasıdır. Ġlk olarak XEROX NetworkSystem protokol kümesi içinde kullanılmıĢ olup daha sonra IP ağ uygulamalarında kendisinegeniĢ bir alan bulmuĢtur. UNIX iĢletim sistemiyle beraber gelen yönlendirilmiĢ özelliği birRIP uygulamasıdır. Bu protokolde, en uygun yol atlama sayısına dayanılarak hesaplanır, hervarıĢ adresi için en iyi yol bilgisi tabloda tutulur. Uygulamada RIP için atlama sayısının enfazla 15 olacağı kabul edilmiĢtir. Bu değerden daha uzak yerler ulaĢılmaz durum olarakdeğerlendirilir. OSPF(Open Shorthest Path First -Ġlk Açık Yöne Öncelik ): OSPF geniĢ IP ağlardakullanılan ve bağlantı durum algoritmasına dayanan bir protokoldür. Bu protokol hiyerarĢikyapı içinde çalıĢır ve benzer hiyerarĢik düzeyde olan yönlendiriciler arasında tablogüncellenmesi için kullanılır. Genel olarak IP ağlarda omurgayı oluĢturan yönlendiricilerüzerinde programlanır. OSPF geniĢçe ağlarda RIPe göre daha iyi sonuç vermektedir.Dolayısıyla onun yerine de facto standard hâline gelmeye baĢlamıĢtır. EGP (Exterior Gateway Protocol -DıĢ Ağ Geçiti Protokolü ): EGP bağımsız ağiçindeki yönlendiricilerde değil de bu tür ağları birbirine bağlayan yönlendiricilerdekullanılan bir protokol sınıfıdır. Bu algoritmada temel gereksinim IGPde olduğu gibi iĢlerinhızlı gerçekleĢmesi olmayıp güvenliğin daha sıkı tutulmasıdır. BGP (Border Gateway Protocol – Sınır Geçit Protokolü ): Bağımsız ağlar arasıyönlendirme bilgisi değiĢ tokuĢu, EGP2‟nin eksiklerini gidermek için geliĢtirilmiĢtir.Yönlendirme tablosu güncellemesinde EGP2‟ye daha az bilgi transferi gerekir vegerçeklemesi daha kolay bir protokoldür. Ancak sağlıklı çalıĢan bir yönlendirme protokolüolmasına karĢın yavaĢ bir yönlendirme protokolüdür. 4
9.
YönlendirilmiĢ protokol, OSI referans modelinin 3. katmanı olan “Ağ (Network)”katmanını, ağın bir tarafından diğer tarafına bilgi transferini sağlamak için kullanır. Buprotokolün ağ numarası atama ve her bir makineye bir alan adresi verme yetkisinin olmasıgerekir. Yönlendirilebilir protokol ise var olan bir organizasyondaki ağ yönlendiricileriarasında güncellemeler gönderir. YönlendirilmiĢ protokoller olmadan ağ iletiĢimi, yerelsegmentte kısıtlı kalır. Yönlendirilebilir protokoller, kendi yönlendirme tablolarınısürdürmek için yönlendiricileri bir diğeriyle iletiĢimi etkin kılar. 1980li yıllarda LANlar küçüktü ve bir ağ kablosu ile ağ oluĢturmak mümkündü.Ancak günümüzde LANlar diğer LANlarla iletiĢim kurarak WAN‟ları oluĢturmaktadır. Budurumda birden çok ağı birbirine bağlayacak ve farklı ağlarla iletiĢim kurabilecekprotokollere gereksinim duyulmuĢtur. ĠĢte bu durumda yönlendirilebilir ve yönlendirilemezprotokoller ortaya çıkmıĢtır. Örneğin, TCP/IP protokolü yönlendirilebilir bir protokoldür ve bu özelliğiyle LAN veWAN‟larda kullanılır.1.2. YönlendirilmiĢ Protokol (IP) Ġnternet protokolü (IP), ağ adreslemesinde kullanılan düzendir. IP, iki bilgisayar(aygıt) paketlerin yönlendirilmesini sağlayan bağlantısız bir protokoldür. IP, yönlendirmeprotokolü üzerinde veri için en etkili yönlendirmeyi belirler. TCP katmanına gelen bilgi,segmentlere ayrıldıktan sonra IP katmanına yollanır. IP katmanı, kendisine gelen TCPsegmenti içinde ne olduğu ile ilgilenmez. Sadece kendisine verilen bu bilgiyi ilgili IPadresine yollamak amacındadır. IP katmanın görevi bu segment için ulaĢılmak istenennoktaya gidecek bir “yol” (route) bulmaktır. Arada geçilecek sistemler ve geçiĢ yollarının bu paketi doğru yere geçirmesi içinkendi baĢlık bilgisini TCP katmanından gelen “Segment”e ekler. TCP katmanından gelensegmentlere IP baĢlığının eklenmesi ile oluĢturulan IP paket birimlerine datagram adı verilir.IP baĢlığı eklenmiĢ bir Datagram aĢağıdaki Ģekilde gösterilmektedir. AĢağıda “Datagram”ınyapısı görülmektedir. IP BaĢlığı TCP Veri ġekil 1.1: Datagram yapısı Ġnternet Protokolü TCP katmanından gelen veriyi gideceği adrese ulaĢtırma sırasındasadece veriye IP baĢlığını ekleyip yollar. IP alıcının bu veriyi kabul edeceği konusundahiçbir kontrol yapmaz. Bunun yanında alınan “Datagram”ların sıralanması ve hata kontrolügibi iĢlemleri bir üst katmana bırakır. Ġnternet Protokolü‟nün bu özelliğinden dolayıbağlantısız protokol olarak tanımlanır. 5
10.
OSI modelinde bilgi akıĢı baĢladığında veri her katta iĢlenir. Her bir katmanın görevibir üst katmana iĢlenecek veriyi sağlamaktır. Verinin iletimi üst katmandan alt katmanadoğru olur. Gönderilen verinin kablo ile iletimi fiziksel katman tarafından gerçekleĢtirilir. ġekil 1.2: Router (Yönlendirici), kendi servisinin üst katman fonksiyonlarını destekler Veri, bir katmandan diğerine iletilmeden önce paketlere bölünür. Paket, bir aygıttandiğerine veri aktarmada kullanılan bir birim veridir. Her katmanda pakete ek bilgiler (formatya da adres) eklenir. Verinin iletimi üst katmandan alt katmana doğru olur. Verinin kablo ileiletimi fiziksel katman tarafından gerçekleĢtirilir. Diğer bilgisayarda ise önce fiziksel katmanile karĢılanan veri üst katmanlara doğru hareket eder. Katmanlar hakkındaki bilgiler aĢağıdaverilmiĢtir. 7. Uygulama (Application) katmanı: Kullanıcıya en yakın olan bu katman, kullanıcıve kullanıcının bilgisayarında kullanmıĢ olduğu uygulamalara ağ servisleri sağlamaklayükümlüdür. Uygulama katmanı en üstte bulunduğu için bir baĢka katmana servis sağlamaz.Bir uygulamanın iletiĢimle ilgili olan parçasını destekler. Bu katmanın fonksiyonları arasındaĢunlar bulunmaktadır: ĠletiĢim kurmak isteyen bilgisayarların mevcut durumlarının uygun olup olmadığının belirlenmesi ve uygulamalar arası iletiĢimin kurulması, beraber çalıĢan uygulamaların senkronize olması, hata giderimi için gerekli prosedüre karar verilmesi ve data(veri) bütünlüğünü yönetmesidir. Dosya transferi, e-posta ve uzaktan eriĢim gibi protokolleri destekler. Bu protokolleraĢağıdaki gibidir. Dosya transfer protokolü (File Transfer Protocol–FTP): Bir kullanıcıdan diğerine kolay dosya transferi yapmak için kullanılır. TCP‟nin servislerini 6
11.
kullanır. Böylelikle dosyaların doğru ve güvenli bir Ģekilde transferi garantilenmiĢ olur. Önemsiz dosya transfer protokolü ( Trivial File Transfer Protocol– TFTP): TFTP bağlantısız bir protokol olarak UDP kullanmaktadır. TFTP genellikle yönlendiricilerde yapılandırma veya IOS bilgilerinin gönderiminde kullanılır. Ağ dosya sistemi protokolü ( Network File System–NFS): Sun Micro Sistem tarafından kullanılan ve uzaktaki depolama aygıtına eriĢim için kullanılan dosya transfer protokolüdür. Basit posta transfer protokolü (Simple Mail Transfer Protocol– SMTP): Elektronik posta hizmeti sunar. Postaların güvenli bir Ģekilde adreslerine ulaĢabilmesi için TCP servislerinden yararlanır. Telnet: Uzak terminal, eriĢim protokolüdür. TCP‟nin servislerini kullanır. Terminal servisi sunan bir kullanıcıya bağlanmak için kullanılır. Basit ağ yönetim protokolü ( Simple Network Management Protocol – SNMP): TCP/IP hostlarını standart bir takım ağ yönetim fonksiyonlarını kullanarak yönetme iĢleminde kullanılır. UDP servislerini kullanır. Alan ad sistemi (Domain Name System–DNS): Ġnternet üzerindeki kullanıcıların isimlerini ve bunlara karĢılık gelen IP adreslerini veri tabanı hâlinde tutmayı sağlayan bir protokoldür. Ġsim kullanarak servis almak isteyen protokol veya uygulamalarla ilgili kullanıcının IP adresini temin etmek için kullanılır. Genelde UDP servislerinden yararlanır. 6. Sunum (Presentation) katmanı: Bilgisayarlar arası iletiĢimde gönderilecekbilginin bilgiyi alacak bilgisayar tarafından da anlaĢılabilmesi için bilginin ortak bir formatadönüĢtürüldüğü katmandır. ĠletiĢimi gerçekleĢtirecek olan bilgisayarların farklı yazılımlarasahip olduğunu düĢündüğünüzde bu iĢlevin önemi anlaĢılmaktadır. Ayrıca bu katmanıniĢlevleri arasında iletiĢimin güvenli olması için bilginin Ģifrelenme iĢlemi de bulunmaktadır.Formatların bazıları Ģunlardır: JPEG ASCII EBCDIC TIFF GIF PICT MPEG MIDI ġifrelenme (Encryption) 7
12.
5. Oturum (Session) katmanı: ĠletiĢimde olan bilgisayarların uygulamalar arasındakioturumu kurar, yönetir ve sona erdirir. Böylelikle iletiĢim kurmuĢ olan iki bilgisayar arasındabirden fazla uygulama çalıĢtırılır ve bunlar birbiriyle karıĢtırılmaz. Bu katmanda kullanılanservislerden bazıları Ģunlardır: RPC SQL NFS Netbios adları AppleTalk ASP DECnet SCP 4. TaĢıma (Transport) katmanı: Nakil katmanı, gönderilecek bilginin bozulmadangüvenli bir Ģekilde karĢı taraftaki bilgisayara ulaĢtırılmasından sorumludur. Bu katmaniletiĢim kurmak isteyen bilgisayarların sanal olarak iletiĢim kurmalarını, bu iletiĢiminyönetimini ve iletiĢimin sona erdirilmesini sağlar. Üst katmanlardan gelen her türlü bilginakil katmanı tarafından karĢı tarafa ulaĢtırılır. Nakil katmanına ulaĢan bilgiyi güvenli birĢekilde hedef bilgisayara ulaĢtırılması için parçalara ayrılır. Bu parçalara “Segment” denir.Ayrıca bu katmanın iĢlevleri arasında gönderilen bilginin karĢı tarafa bozulmadan güvenli birĢekilde ulaĢıp ulaĢmadığını kontrol eder. Eğer bilgi karĢı tarafa ulaĢmamıĢsa bilginin tekrargönderilmesini sağlayacak mekanizmayı da yönetir. Bütün bu iĢlevleri yerine getirenprotokollerden birkaçı Ģunlardır: TCP UDP SPX 3. Ağ (Network) katmanı: ĠletiĢim kurmak isteyen iki bilgisayarın birbirlerininyerlerini tespit etmelerini sağlamak için mantıksal ve hiyerarĢik adresleme yapılmasıgerekmektedir. Ayrıca mantıksal adrese sahip bilgisayarların büyük ağlarda iletiĢim için enkısa yolu bulmak zorundadır. En kısa yolu bulma iĢlemine yönlendirme (routing) denir.Ayrıca gönderilecek bilginin ağ ortamına (medium) en uygun ölçülerde olacak Ģekilde 4.katmanda segmentlere ayrılan bilginin bu katmanda paketlere (packet) dönüĢtürülmesigerekmektedir. Her ağ ortamının maksimum taĢıyabileceği trafiğe “Maksimum TransferBirimi” (Maximum Transfer Unit-MTU) denir. Bu katmanda veriler “router”lar aracılığıyla yönlendirilir. Ağ aĢamasında mesajlaradreslenir ayrıca mantıksal adresler fiziksel adreslere çevrilir. Bu aĢamada ağ trafiği,yönlendirme gibi iĢlemler de yapılır. Bir paket, yönlendirici tarafından alındığında hedef IP adresi kontrol edilir. Ağkatmanının iki farklı fonksiyonu vardır. Bunlar: Adresleme (Adressing): Ağ katmanında kullanılan adresleme sistemi hiyerarĢikolmak zorundadır. Yeni uygulamaların geliĢtirilmesinden dolayı hem mevcut ağlardakibüyüme eğilimi hem de yeni ağların kurulması adresleme sisteminin hiyerarĢik olmasınıgerektirmektedir. Her ne sebeple olursa olsun geniĢleyen ağlarda bazı problemler 8
13.
oluĢmaktadır. Nasıl ki bir Ģehirde trafiğe çıkan araç sayısında artma olduğu zaman trafik akıĢhızının yavaĢlaması ve trafik akıĢ hızını artırmak için yeni yollar ve otobanlar yapmakgerekiyorsa data trafiğinde de aynı türden çözümlere ihtiyaç vardır. Ayrıca yaĢadığımızĢehirde posta sisteminin verimli çalıĢabilmesi için mahalleler, caddeler, sokaklar ve binalarınumaralandırma sistemi kurularak o Ģehirde adreslerin karıĢması önleniyorsa ve yönetimkolaylaĢtırılıyorsa aynen bilgisayar ağlarında da bu türlü çözümlere ihtiyaç vardır. Datatrafiğinde de ağ performansının makul seviyede olması, adresleme sisteminin hiyerarĢikyapıda olması arzulanan çözümlerdir. HiyerarĢik adresleme sistemi bilgi paketini hedef bilgisayara en etkili ve kısa yollaulaĢımını sağlamaktadır. Ayrıca aynı Ģehirde belli bir bölgeyi tek bir mahalle adı altındatoplamak gibi hiyerarĢik adresleme sistemi ile belli bir grup bilgisayarı tek bir adres altındatoplamak mümkün olmaktadır. Ayrıca bu sistem paketlerin yönlendirme iĢlemini demümkün hale getirmektedir. Yönlendirme (Routing): Ağ katmanının ikinci en önemli görevi olan yönlendirmeiĢlemi iki bölümden oluĢmaktadır. Ġlk bölümü gönderilecek data paketinin mevcut yolalternatiflerinden en iyisini seçmektir. Bu seçme iĢlemine yol belirleme (path determination)denir. Bu yol belirleme iĢleminde karar verme mekanizması belirli bir algoritma kullanarakiĢlemektedir. En kısa zamanda hedef bilgisayara data paketinin gönderilebilmesi içinalgoritma kullanan protokollere yönlendirici protokoller (routing protocol) denir.Yönlendirme iĢleminin ikinci bölümü ise belirlenen en iyi yola yönlendirici (router)tarafından paketin gönderilmesidir. Bu iĢleme de yönlendirme (routing) denir. Ağ katmanındaki bütün bu iĢlemleri yönlendirici (router) yapmaktadır. Yönlendiricilerkendi görevlerini yerine getirebilmek için hafızalarında yönlendirme tabloları (routing table)ve yönlendirici protokollerin (routing protocol) yazılımları bulunmaktadır. Yönlendiricilerbirbirine bağladıkları her ağ “Segment”i için bir arayüz bulundurur. Her arayüzü için de biradres tanımlanmalıdır. Yönlendiricilerde bulunan yönlendirme tabloları bağladıkları ağ“Segment”lerinin ağ adresleri ile ara yüzlerin bulunduğu bir tablodur. YönlendiricileringüncelleĢtirilmesinde yapılan ana iĢlem her yönlendirici üzerinde bulunan yönlendirmetablolarının güncelleĢtirilmesidir. Bu katmanda kullanılan protokollerden bazıları Ģunlardır: IP IPX AppleTalk DDP ARP RARP ICMP 2. Veri hattı (Data Link ) katmanında “Data Link Katmanı” fiziksel ağ ortamıüzerinde bilginin nasıl taĢınacağını tanımlar. Ayrıca bu katman fiziksel adreslemeyi detanımlar. Fiziksel adrese “Media Access Control-MAC” adresi denir. Bu katman iki altkatmandan oluĢur. Bu katmanlar, “Media Access Control-MAC” (802.3) ve “Logical Link 9
14.
Control-LLC” (802.2)dır. Bu katmanlar hakkında detaylı bilgi daha sonra verilecektir. 3.katmanda paketlere dönüĢtürülen bilgi, bu katmanda artık fiziksel ortama aktarılmadan önceson kez iĢlem görerek frame yapılara dönüĢtürülür. Bu katmanda kullanılan protokollerden bazıları Ģunlardır: IEEE 802.3/802.2 HDLC Frame Relay PPP FDDI ATM IEEE 802.5 1. Fiziksel (Physical ) katmanı en alt katmandır. “Fiziksel Katman”, artık frameyapılara dönüĢtürülmüĢ bilginin dijital rakamlara (yani 1 ve O) dönüĢtürülerek fizikselortama aktarılacak katmandır. Bu katmanda fiziksel iletiĢimin elektriksel, mekanik,prosedürsel ve fonksiyonel özelliklerinin fiziksel iletiĢimin baĢlatıldığı, yönetildiği vebitirildiği protokollerin tanımlandığı katmandır. Bu özelliklerden bazıları voltaj seviyesi,fiziksel bilgi gönderim hızı, maksimum transfer mesafesi ve konnektörlerdir. Bu katmanda kullanılan standartlardan bazıları Ģunlardır: EIA/TIA-232 V.35 EIA/TIA-449 V.24 RJ45 FDDI Ethernet1.3. IP Paketlerinin Yapısı Yönlendirme katmanında tanımlı IP protokolü bir üst katmandan gelen “Segment”lerialıcıya uygun yoldan ve hatasız olarak ulaĢtırmakla yükümlüdür. Bu amaçla bu katmanda dagelen “Segment”lere özel bir IP baĢlık bilgisi eklenir. IP paketi 32 bitlik satırlardan oluĢur.IP baĢlık bilgisinin formatı aĢağıdaki Ģekilde görülmektedir. 10
15.
ġekil 1.3: IP Paket yapısıBu formatta kullanılan önemli ifadelerin açıklamaları aĢağıda verilmektedir. Uyarlama (Version ): O anda kullanılan IP uyarlamasını gösterir. Farklı uyarlamada baĢlıktaki alanların yerleri değiĢiklik gösterdiğinden paketin doğru yorumlanması için kullanılır. BaĢlık uzunluğu (IP Header Length ): Datagram baĢlığının gerçek uzunluğunu gösterir. Hizmet türü (Service Type ): “Datagram”ın nasıl yönlendirileceğini belirler. Yönlendirilmesinde yapılan yol seçiminde ve bağlantıda kullanılır. “Datagram”lara bu alan aracılığıyla önem düzeyi atanabilir. Toplam uzunluk (Total Length): Tüm IP paketinin (baĢlık ve veri dâhil) uzunluğunu belirtir. Kimlik saptaması (Identification): Kullanıcı karĢı tarafla etkileĢim içindeyken mesajlar parçalanarak birçok Datagram içinde gönderilebilir. Bu alan, aynı kullanıcı mesajının farklı “Datagram”lar içinde bulunması durumunu açıklayan kimlik bilgisini içerir. Bayrak bitleri (Flags ): Parçalama (Fragmentation) kontrolünde kullanılır. Bir datagram parçalanıp parçalanmadığı, onun parçalanma izninin olup olmadığı gibi bilgilere ait kodlar taĢır. Üç tane olan bayrak bitlerinden ilki (D biti), içinde bulunduğu “Datagram”ın kaç parçadan oluĢtuğunu belirtir. Eğer 1 ise gönderilen verinin tek “Datagram”dan oluĢtuğu anlaĢılır. Alıcıya “baĢkası yok, bekleme.” anlamında mesaj iletir. Ġkinci bayraksa parçalanıp birçok Datagram 11
16.
hâlinde gönderilen verinin en son olduğunu belirtir. Üçüncüsü, saklı tutulmuĢtur. YaĢam süresi ( Time to Live ) : “Datagram”ın ağ üzerinde dolaĢan sürecini belirtir. Verici tarafında yerleĢtirilen dolaĢma değeri her düğümden geçerken azaltılır, sıfıra ulaĢırsa kaybolmuĢ olduğu varsayılarak Datagram ağdan çıkarılır. Protokol (Protocol): Bir “Datagram”ın hangi üst katman protokolüne ait olduğunu belirtir. Alıcı tarafın IP katmanı bu alana bakarak paketi bir üstünde bulunan protokollerden hangisine iletileceğini anlar. BaĢlık için Hata .Sınama Bitleri ( Header Checksum): Datagram baĢlık kısmının hatasız iletilip iletilmediğini sınamak için kullanılır. Gönderici IP adresi ( Source Address): Datagramın gideceği yerin internet adresi yerleĢtirilir. Seçenekler (Options): Bu alan değiĢik amaçlar için kullanılır. Güvenlik, hata raporlama vb. seçimliktir. Ancak kullanılırsa 32 bitin katları uzunlukta olmalıdır. IP adresleri IPv4(32 bit) ve IPv6(128 bit) olmak üzere iki çeĢit IP adresi vardır.Günümüzde yaygın olarak 32 bitlik (IPv4) adresleme mekanizması kullanılmaktadır.Ġnternetin yaygınlaĢması ve IPv4 adreslerinin çok hızlı tükenmesi ile birlikte IPv6adreslerinin kullanılmasına yönelim hız kanacaktır. IPv6 iĢlevselliği, kullanım kolaylığısayesinde büyük faydalar sağlayacaktır. IPV4 adresleri 32 bitten oluĢur. Bu adresler, 8 bitlik gruplar ( octetler) hâlindenoktalarla ayrılarak gösterilir. XXXXXXXX . XXXXXXXX . XXXXXXXX. XXXXXXXX Ģeklindedir. Bu durumda XXXXXXXX olarak gösterilen ifadeler 0 ile 255 arasında değer alabilir.Buna “noktalı ondalık gösterim” (dotted decimal notation) de denir. X‟in 0 (sıfır) olduğudurumda 00000000, X‟in 1( bir) olduğu durumda 11111111 = 255‟tir). 128 bitten oluĢan IPv6 adreslerinin ilk 64 bitlik kısmı alt ağı adreslemek içinkullanılan adres blok bilgisini içermektedir. Adres bloğu, bir paketin varacağı son bağa kadarolan yolda yönlendirilmesini sağlamaktadır. Geriye kalan 64 bit ise bu bağa vardığındapaketin son alıcısının tespitinde kullanılmaktadır. IPv6 adresleri 16‟lık bir düzende aĢağıdakigibi ifade edilir: Örneğin, 2045:ab28:6cef :85a1:331e:a66f:cdd1 IP adreslerinin dağıtılması ICANN (Internet Corporation for Assigned Names andNumbers) tarafından organize edilir. Her ülkede ICANN‟ye bağlı olarak çalıĢan yerelbirimler vardır. 12
17.
UYGULAMA FAALĠYETĠUYGULAMA FAALĠYETĠ Laboratuvarda bulunan bilgisayarlara IP adresi atayınız. ĠĢlem Basamakları Öneriler BaĢlat Denetim Masasına Ağ bağlantılarımı seçiniz. gidiniz. Bilgisayarımızda TCP / IP Yerel Ağ bağlantısına çift tıklayınız. yüklü olup olmadığını kontrol ediniz. Yerel Ağ Bağlantısı seçeneğinin üzerine gelip farenin sağ tuĢuna basınız. Açılan menüden “Özellikler”i seçiniz. Ağımızda IP adresi dağıtan bir DHCP sunucusu olduğunda (Bu bir sunucu makine ya da modem olabilir.) ve bilgisayar ile DHCP sunucusu arasında bir bağlantı varsa “Otomatik olarak Ġnternet ĠletiĢim Kuralları (TCP/IP) seçeneği bir IP adresi al” seçeneğini seçilerek özellikler düğmesine tıklayınız. iĢaretlersek otomatik olarak bilgisayar IP‟sini DHCP sunucusundan alır. Ağımızda bir DHCP sunucusu yoksa “AĢağıdaki IP adresini Kullan” seçeneği iĢaretlenir. 13
18.
Kullanmak istediğiniz IP adresini giriniz. 192.168.1.22 gibi bir IP adresini klavye yardımı ile azabilirsiniz. Alt ağ maskesi otomatik olarak gelecektir. Alt Ağ maskesi değiĢimi ile ağda bulunan ağ sınıfı da değiĢmektedir. 24 ve 40 bilgisayar için alt ağ maskesi hesabını yaparak aldığı değerleri girip kontrol edebilirsiniz. 14
19.
KONTROL LĠSTESĠ Bu faaliyet kapsamında aĢağıda listelenen davranıĢlardan kazandığınız beceriler içinEvet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) iĢareti koyarak kendinizideğerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1. Yönlendirmeyi öğrendiniz mi ? 2. YönlendirilmiĢ Protokol‟u anladınız mı? 3. IP paket yapısını öğrendiniz mi? 4. Bilginin bir noktadan diğer bir noktaya iletimin aĢamalarını öğrendiniz mi? 5. IP Adres çeĢitlerini ve aralıklarını öğrendiniz mi?DEĞERLENDĠRME Değerlendirme sonunda “Hayır” Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz.Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız“Evet” ise “Ölçme ve Değerlendirmeye geçiniz. 15
20.
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRMEÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki cümlelerin baĢında boĢ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgilerdoğru ise D, yanlıĢ ise Y yazınız.1. ( ) IP nin sorumluluğu, üst katmandan gelen “Segment” ya da “Datagram”ları birbirine bağlı ağlar üzerinden iletmektir.2. ( ) Ağ adresini gösteren bölüme sonek (suffix), düğüm adresini gösteren bölüme de önek (prefix)denir.3. ( ) IP paketi, bir baĢlık bilgisi ve IP verisinden oluĢur.4. ( ) Data, IP baĢlığının toplam uzunluğunu verir.5. ( ) Bir ağ içinde birden fazla yönlendirilmiĢ protokol bulunabilir.6. ( ) Yönlendirmeli protokoller, uzaklık vektörü (RIP, IGRP) ve bağlantı-durum (OSPF) yönlendirme protokollerini içerir.7. ( ) Protokoller birinci yol ve ikinci yol olarak iki kısma ayrılmıĢtır.8. ( ) IP paketlerine Datagram denir.9. ( ) Yönlendirilebilir protokol, bilgisayarların birbirleriyle ağ aracılığıyla nasıl iletiĢim kuracağını belirleyen kurallar bütünüdür.10. ( ) Yönlendirme protokolleri dinamik yönlendirme tablosu oluĢturmak için kullanılan RIP,OSPF, EGP gibi protokoller; yönlendirilmiĢ protokoller ise IP,IPX,DEC net,Apple Talk gibi protokollerdir.DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevapverirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 16
21.
ÖĞRENME FAALĠYETĠ–2 ÖĞRENME FAALĠYETĠ–2 AMAÇ Yönlendirme protokollerini kavrayarak yönlendirme tablosunu inceleyebileceksiniz. ARAġTIRMA Yönlendirme tablolarında kullanılan komutları araĢtırınız ve sınıfta tartıĢınız. Uzaklık vektörü yönlendirmesi ve bağlantı-durum yönlendirmeleri arasındaki farkları araĢtırınız. Yönlendirme algoritmalarının yönlendirme tabloları ile ilgisini araĢtırınız ve sınıfta tartıĢınız. 2. IP YÖNLENDĠRME PROTOKOLLERĠ2.1. Yönlendirme Bir ağdan diğer bir ağa gitmek için yönlendirme yapılır. Yönlendirmeler biryönlendiriciden diğer bir yönlendiriciye dinamik bir Ģekilde olabilir. Yöneticiler tarafındanyönlendiricilere statik olarak atanabilir. Yönlendirmenin diğer bir tanımı ise bir aygıttandiğerine giden en etkin yolu bulmak olarak tanımlanabilir. Ağda yönlendirme iĢleminiyapabilmek için yönlendiricilerin bazı bilgileri edinmeleri gerekmektedir. Bunlar: Yönlendirilecek paketin hedef adresi Rotaların (Hedefe gidilecek yol) keĢfedilmesi En iyi rotanın seçilmesi Yönlendirme bilgilerinin yönlendiriciler arasında devamlılığının sağlanması Yukarıda belirtilen bilgilerin bir kısmı yönlendirilen protokoller (routed protocol),diğer bir kısmı ise yönlendiren protokoller (routing protocol) tarafından sağlanmaktadır. Buiki kavram birbirinden farklı iĢlevlere sahiptir. Yönlendirilen protokoller, mantıksaladresleme yapan üç katman protokollerdir. IP ve IPX bu protokollere örnek olarakverilebilir. Paketlerin hedef ve kaynak adresleri bu protokoller ile öğrenilmektedir.Yönlendiren protokoller ise IP ve IPX gibi yönlendirilen protokolleri kendilerine özgüalgoritmalar kullanarak yönlendirir. Yönlendiren protokoller dinamik olarak çalıĢmaktadır.Fakat “IP ve IPX paketleri” sabit olarak da yönlendirilebilmektedir. 17
22.
Yönlendiricinin ilk ve öncelikli olan görevi yönlendirmedir. Bunun yanındayönlendiricilerin iki anahtar görevi de bulunmaktadır. Bunlar: Yönlendiriciler bir yönlendirme tablosu oluĢturmalı ve diğer yönlendiricilerin ağ topolojisindeki değiĢimlerinden haberdar olmalıdır. Bunu da yönlendirme protokolü kullanarak diğer yönlendiricilerle haberleĢerek yapar. Paketler arayüze ulaĢtığında yönlendiriciler paketin nereye gönderileceğini belirlemek için yönlendirme tablosunu kullanmalıdır. ġekil 2.1: OSI referans modeli ve router’ın bulunduğu katman2.1.1. Statik Yönlendirme Ağ yöneticisinin bütün ağdaki alt ağları her yönlendiricide uygun bir Ģekilde ellekonfigüre etmesine sabit (statik) yönlendirme denmektedir. Bu tarz ağ yönetiminin hemavantajı hem de dezavantajı vardır. Yönlendiricilerde daha az iĢlemci kullanımı, Ağ üzerinde yönlendirme mesajları için gerekli olan bant geniĢliğinin kullanılmaması, Döngülerin oluĢma riskinin olmaması gibi avantajlar özellikle küçük ağlar için statik yönlendirmeyi, daha etkin bir yönetim hâline getirmektedir. Fakat sabit yönlendirme yapılırken Ağ yöneticisinin ağ yapısını iyi bilen ve yapılandırabilen yetkin bir kiĢi olması, Büyük ağlarda yönlendirme için gerekli yapılandırılmanın yapılmasının çok zaman alması, Hata yapma riskinin yüksek olması, 18
23.
Ufak değiĢiklikler dahi olsa birçok yönlendirilmelerin silinmesi ve eklenmesinin karmaĢası gibi sebeplerden dolayı büyük ağlar için bu yöntem tercih edilmemelidir.22.214.171.124. Statik Yönlendirmeyi Yapılandırma ġekil 2.2: Ağ örneği ġekil 2.2‟de basit bir küçük ağ verilmiĢtir. Bu ağ küçük olması sebebiyle sabit olarakyönlendirilebilir. A ve B yönlendiricilerinde yapılması gereken adımlar ve yapılandırmaaĢağıya çıkarılmıĢtır: Statik IP yönlendirmede Ģu adımlar kullanılacaktır: Ġstenen tüm hedef ağların, alt ağ maskelerinin, alt ağ geçitlerinin tanımlanması yapılacaktır. Alt ağ geçidi, diğer ara yüzler ya da bir sonraki tanımlanmıĢ adres olabilir Global konfigürasyon moduna girilir. “IP Route” komutu ile alt ağ geçidine iliĢkin “hedef adres” ve “alt ağ maskesi” izlenir. Ağa ulaĢmak için hangi rotayı takip edeceğini belirlemek adına ya o ağa ulaĢmamızı sağlayan seri arayüzü ya da o seri arayüze bağlı olan Router‟ın bacağının ip adresi yazılır(Adım 3). Üçüncü adım diğer hedef ağların tanımlanması için tekrarlanır. Global konfigürasyon modundan çıkılır. Copy running-config startup-config komutu kullanılarak NVRAM‟e aktif yapılandırma kayıt edilir. 19
24.
Yapılandırmada kullanılacak komut satırları: RouterA# RouterA(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.3.1(veya se 0/0/0) RouterA(config)#ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.4.2(veya se 0/0/1) RouterA(config)#exit RouterA(config)#show ip route Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – Mobile, B – BGP, D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area, N1 – OSPF NSSA external type 1, N2– OSPF NSSA external type 2, E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP, i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, * - candidate default, U – per-user static route, o- ODR Geçityolu of last resort is not set C 192.168.3.0 is directly connected, serial0 S 192.168.2.0 [1/0] via 192.168.3.1 S 192.168.5.0 [1/0] via 192.168.4.2 C 192.168.4.0 is directly connected, serial1 RouterB# RouterB(config)#ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.3.2 RouterB(config)#ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.3.2 RouterB(config)#exit RouterB(config)#show ip route Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – Mobile, B – BGP, D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area, N1 – OSPF NSSA external type 1, N2– OSPF NSSA external type 2, E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP, i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, * - candidate default, U – per-user static route, o- ODR Geçityolu of last resort is not set C 192.168.2.0 is directly connected, Ethernet0 S 192.168.4.0 [1/0] via 192.168.3.2 S 192.168.5.0 [1/0] via 192.168.3.2 C 192.168.3.0 is directly connected, serial0 RouterB# copy running-config startup-config(Veya kısaca “wr” yazılır.) RouterA# copy running-config startup-config(Veya kısaca “wr” yazılır.) Burada C (Connect) programlaması yapılan routera doğrudan bağlı olan ağları, S(Static) ise “Routerda Static” olarak tanımlanmıĢ olan ağları göstermektedir. 20
25.
2.1.2. Dinamik Yönlendirme Dinamik yönlendirme ağ üzerinde kullanılan yönlendiricilerin yönlendirmebilgilerinin dinamik olarak yönetilmesi ve güncellenmesi olarak tanımlanabilir. Dinamikyönlendirmeye izin verilen bir yönlendirici ağdaki diğer yönlendiriciler ile bilgilerinipaylaĢarak diğer yönlendiricilere olan yakınlığı hakkındaki bilgileri bilir. Yönlendiricilerebilgiler bağlı oldukları diğer yönlendiricilerden gelir. Bunun için yönlendirme protokollerikullanılır. Bunları kullanarak otomatik olarak yönlendirme tabloları oluĢturulur ve korunur.126.96.36.199. Yönlendirme Protokollerine GiriĢ WAN‟larda yönlendirme iĢlemi çok önemlidir. Önemli olan paketlerin kaybolmadanve en kısa sürede alıcısına iletilmesidir. Bir geniĢ alan ağında (WAN), yönlendirici sayısı vebunlara bağlı IP ağların sayısı az olduğu durumlarda yönlendirme iĢlemi kolaydır,yönlendirme bilgileri doğrudan statik değerlerle yapılabilir. Fakat yönlendirici ve bağlı olanIP ağlarının sayısı arttığı zaman ağ üzerinde yanlıĢ yönlendirmeler oluĢabilmektedir ve ağınyönetimi zorlaĢmaktadır. Özellikle yedekli bağlantıların olduğu durumlarda, elle müdahaleetmeksizin ağ topolojisinin otomatik olarak değiĢmesini sağlamak gereklidir. Bu nedenlerledinamik yönlendirme teknolojisi ve dinamik yönlendirme protokolleri geliĢtirilmiĢtir.188.8.131.52. Özerk Sistemler Özerk sistem belirli sınırlar içerisinde (Bu sınır bina, Ģehir, bölge veya kıta olabilir.)yönetim stratejileri ve yönetim biçimleri bir olan bir ağ altında toplanmıĢ bütünlüğe verilenaddır yani geniĢ bir ağın sadece tek bir yetki tarafından yönetilen mantıksal parçalarından herbirine denir. Bu sistemler kendi bünyelerinde farklı yönlendirme protokolleri kullanmalarınakarĢın bu özerk sistemler arasında ortak yönlendirme protokolleri kullanılır. Özerk sistemlerebir kimlik numarası atanır. Bu özerk sistem numaraları 16 bitlik numaralardır. Yönlendirmeprotokolleri (IGRP vb.) için özerk sistem atanmasını ister.184.108.40.206. Yönlendirme Protokollerinin ve Özerk Sistemlerin Amacı Dinamik yönlendirme protokollerinin amaçları: Ağ cihazları üzerinde bulunan yönlendirme bilgilerinin diğer ağ cihazları ile paylaĢılmasını sağlamak Ağın sürekliliğini sağlamak Ağ üzerinde meydana gelebilecek insan kaynaklı problemleri en aza indirmek Yük dağılımını sağlayarak ağın hızlı çalıĢmasını sağlamak Topolojide olabilecek birçok değiĢikliğin yönlendiriciler tarafından algılanarak gerekli değiĢikliklerin otomatik olarak yapılması Ģeklinde sıralanabilir. 21
26.
220.127.116.11. Yönlendirme Protokolleri Sınıflarının Tanımlanması Dinamik yönlendirme protokolleri Ģunlardır: Ġç ağ geçidi yönlendirme protokolleri (Interior Geçityolu Routing Protocols- IGRP) DıĢ ağ geçidi yönlendirme protokolleri (Exterior Geçityolu Routing Protocols-EGRP)2.2. Yönlendirme ve Anahtarlama KarĢılaĢtırması Ağ oluĢturmak, iki ya da birden fazla istemciyi (bilgisayar ve çevre birim cihazları )veri paylaĢımı için birbirine bağlamak için anahtarlar ve yönlendiriciler kullanılır. Her ikicihazda ağa bağlı olan diğer cihazlar ile haberleĢmeyi sağlar. Aynı görevi yapıyorlarmıĢ gibigörünseler de ağ içerisinde çok farklı iĢlevleri gerçekleĢtirir. Anahtarlar, (bir bina veya kampüs içindeki ağ gibi) aynı ağda bulunan birden çokcihazı bağlamak için kullanılır. Anahtarlar, çeĢitli cihazların bilgileri paylaĢmasına vebirbiriyle iletiĢimine izin vererek birer denetleyici gibi çalıĢır. Bilgi paylaĢımı ve kaynakayırma yöntemleriyle anahtarlar maddi açıdan tasarruf sağlar ve üretkenliği artırır.Anahtarlama, 2. katmanda (Data Link) oluĢur. Sadece kendi MAC adresi olanları iĢler. Yönlendiriciler, birden çok ağı birbirine bağlamak için kullanılır. Örneğin, bilgisayarağınızı Ġnternete bağlamak ve dolayısıyla Ġnternet bağlantısını kullanıcılar arasındapaylaĢtırmak için bir yönlendirici kullanırsınız. Yönlendirici, bilgilerin hızlı bir ĢekildeulaĢması için en iyi yolu seçerek bir dağıtıcı iĢlevi görür. Yönlendirme, 3. katmanda(Network) oluĢur. Yönlendiriciler, IP adres tablosu tutar. ġekil 2.3: Anahtarlama ve yönlendiricinin OSI katman bilgisi En büyük fark, anahtarlama katman 2„de, yönlendirme ise katman 3‟te oluĢur. Buayrımın anlamı anahtarlama ve yönlendirme veri transferi için farklı bilgi kullanır. 22
27.
Anahtarlamayla yönlendirmenin arasındaki iliĢki uzak ve yerel telefon aramalarıarasındaki iliĢki gibidir. Eğer telefonda aynı alan kodu içinde bir arama yapılırsa anahtarlıçoklayıcılar aramayı gerçekleĢtirir. Anahtarlamalı çoklayıcılar sadece kendi yerelbölgelerindeki aramaları yapabilir. Yerel anahtarlamalı çoklayıcılar uzak mesafelerdekiaramaları yapamaz. Eğer alan kodunun dıĢında bir arama geldiyse normal anahtarlamalıçoklayıcı aramayı bir üstü olan yüksek seviye anahtarlamalı çoklayıcısına gönderir vearamayı o kontrol eder veya yapar. ġekil 2.4: OSI’nin 2. ve 3. katmanları ile anahtarlama ve IP iliĢkisi Yönlendiriciler telefon örneğindeki yüksek seviyeli anahtarlamalı çoklayıcılar gibi iĢyaparlar. ġekil 2.4 katman 2 adreslemesi için ARP tablosunu ve katman 3 adreslemesi içinyönlendirme tablosunu göstermektedir. Her bilgisayar ve yönlendirici arayüzü katman 2iletiĢimi için ARP tablosuna sahip olmalıdır. ARP tablosu, genel yayın için gerekli etkili olantek Ģeydir. Yönlendiriciler de yönlendirme tablosu sayesinde genel yayın grubu üzerindenveri yönlendirmesi yapabilir. Her ARP tablosu IP - MAC adres çiftleri içerir. Yönlendirmetabloları aynı zamanda yönlendirme ulaĢılabilir ağlar için ağ IP adresi, bu ağların sekmesayısı veya uzaklıkları ve ara yüzleri için yapılacak yolu da öğretir. Katman 2 sadece kendiyerel MAC adresi olanları yönetir ve katman 3 IP adreslemesini baĢaramaz. Yerel IP adresliolmayan bir kullanıcı bir bilgi gönderdiğinde bu bilgi varsayılan ağ geçidi olarak ta bilinenen yakın yönlendiriciye gider. Kullanıcı hedef MAC adresi olarak yönlendiricinin MACadresini kullanır. Katman 2 anahtarlamalı çoklayıcıları aynı mantıksal ağa veya alt ağa sahip olan“Segment”leri birbirine bağlar. Eğer kullanıcı x, baĢka bir ağa veya alt ağa bir çerçevegöndermek isterse çerçeveyi aynı zamanda anahtarlamalı çoklayıcıya bağlı olanyönlendiriciye gönderir. Anahtarlamalı çoklayıcı bu çerçeveyi iletirken yönlendirici tabanlı 23
28.
MAC adresini kullanır. Yönlendiriciler paketi hangi adrese göndermelerine karar vermekiçin katman 3 adreslerini inceler. Kullanıcı x yönlendiricinin IP adresini bilir çünküyönlendiricinin IP adresi aynı zamanda varsayılan ağ geçidinin de IP adresidir. Katman 2 anahtarlamalı çoklayıcıları MAC adreslerini bilen bir tablo tutar fakatyönlendiriciler, yönlendirme tablosu olarak bilinen IP adreslerinin tablosunu tutar. Bu ikiadres arasındaki fark ise MAC adresleri mantıksal olarak düzenlenmemiĢtir fakat IPadresleri hiyerarĢik bir düzene göre sıralanmıĢtır. Katman 2 aygıtları düzenlenmemiĢ makulnumaralı MAC adreslerini kullanabilir. Çünkü aygıt sadece kendi “Segment”indeki tablolarıarayıp bulmak zorundadır. Fakat yönlendiriciler büyük bir adres hacmini kullanmakzorundadır. Bu yüzden yönlendiriciler, aynı adresleri birlikte tutan ve tek bir ağ gibidavranan adresleri tablolayan bir organizasyona ihtiyaç duyar. Eğer IP adresleri organizeedilmez ise internet basit Ģekilde çalıĢmaz. ġekil 2.5: Yönlendirici ve anahtar arasındaki farklar YönlendirilmiĢ ağ ile anahtarlanmıĢ ağ arasındaki bir diğer fark ise anahtarlanmıĢ ağıngenel yayını bloke etmemesidir. Sonuç olarak anahtarlamalı çoklayıcılar genel yayınfırtınaları tarafından bozulabilir. Yönlendiriciler yerel ağdaki genel yayınları engeller.Böylece genel yayın fırtınaları nerede türediyse sadece o grubu etkiler. Yönlendiriciler genelyayınları engellediği için daha fazla güvenlik ve bant geniĢliği de sağlar.2.3. YönlendirilmiĢ ve Yönlendirme KarĢılaĢtırılması YönlendirilmiĢ protokol, ağlar arası trafik akıĢını sağlamak için kullanılan ağ katmanıprotokolüdür. IP, IPX ve AppleTalk yönlendirilmiĢ protokolünün bir örneğidir.YönlendirilmiĢ protokoller bir ağdaki alanın diğer bir ağdaki alanla iletiĢimini, kaynak vehedef ağ arasındaki ileri yönlendirici trafiğiyle sağlar. Yönlendirilebilir protokoller, farklı bir amaca hizmet eder. Kaynak ve hedef alanlarabilgi aktarımında kullanılmaktan ziyade birbiri arasında bilgi değiĢimi için yönlendiricilertarafından kullanılır. Örneğin, yönlendiricilerimizin ağlar arasında değiĢken olarak birbirlerihakkında bilgi almalarını istiyorsak onları RIP veya IGRP gibi ortak kullanılan protokollerile yapılandırırız. Bir diğer ifadeyle yönlendirilebilir protokoller, yönlendiricilerin iletiĢimineizin verir. 24
29.
ġekil 2.5: YönlendirilmiĢ ve yönlendirilebilir protokol yapısı ve örnekleri Yönlendirilebilir protokoller, ağlar arası bilgi alıĢveriĢini, yönlendirme tablolarınındinamik olarak inĢa edilmesine izin vererek kolaylaĢtırır. Geleneksel IP yönlendirmesi yalınkalır. Çünkü yönlendiricinin paket hedefini göz önüne aldığı bir sonraki atlama yönünükullanır. YönlendirilmiĢ protokol ise adres Ģemasında uygun olan bir noktadan diğer birnoktaya, paket iletimini uygun hâle getirecek gerekli bilgiyi ağ katmanlarına verenprotokoldür. YönlendirilmiĢ protokoller, biçimi tanır ve paketin içindeki alanları kullanır.Yönlendirilebilir protokoller, paketi ağ içinde yönlendirici sayesinde dağıtır. Yönlendiricilerdiğer bütün yönlendiricilerin ağa bağlı olduğunu bilerek kendilerine en uygun yolubelirleyebilir. 25
30.
ġekil 2.7: YönlendirilmiĢ ve yönlendirilebilir protokoller listesi2.4. Yönlendirme Tablosu Tüm yönlendirme protokollerinin ve algoritmalarının amacı, yönlendirme tablolarınıoluĢturup bu tabloları kullanıcı protokollerinin hizmetine sunmaktır. Uzaklık vektöralgoritması da yönlendirme tablolarını bu amaç doğrultusunda oluĢturur. Bu algoritmatarafından oluĢturulan yönlendirme tablosu içinde Ģu bilgiler yer alır: Hedef ağın IP adresi (mantıksal ağ adresi) Hedef ağa olan uzaklık (sekme sayısı ya da metrik) Hedef ağa ulaĢmak için paketin ilk uğrak noktası olan komĢu yönlendiricinin IP adresi Yol bilgisinin kaynağı ( hangi yönlendirici protokolü tarafından oluĢturulduğu) Yol bilgisinin en son güncellendiği zamandan bu yana geçen süre Bir yönlendirici ilk kez açıldığında tablosunda sadece statik tanımlar vardır. Statiktanımlar ağ yöneticisi tarafından yönlendiriciye iĢlenir. Yönlendirici tabloları, açılıĢtan sonrauzaklık vektörü algoritmasını kullanan bir protokol tarafından dinamik olarak güncellenir. Yönlendirme tabloları temelde statik ve dinamik olmak üzere iki yaklaĢım ileoluĢturulur. Statik yönlendirme tabloları belli bir algoritmaya dayanarak önceden oluĢturulurve bir daha değiĢtirilmez. Bu durumda, bir düğümden diğer düğümlere ulaĢmak içinkullanılacak yollar önceden bellidir ve ağdaki trafiğin değiĢiminden etkilenmez. 26
31.
2.4.1. Varsayılan Yönlendirilme Ġletiminin Konfigürasyonu Varsayılan yönlendirmede hedef ile yönlendirme paketleri kullanılırken yönlendirmetablosundaki diğer yönlendirmeler eĢleĢtirilemez. Ġnternette tüm ağlara yapılanyönlendirmeler çoğu zaman lüzumsuz ve elveriĢsizdir. Ġnternet trafiği için “router”lar tipikolarak konfigüre edilir. Statik yönlendirmede varsayılan yönlendirme formatı aĢağıdaki gibidir. ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [bir sonraki adres | giden kendi arayüzü] 0.0.0.0 maskesi yönlendirilen paketlerin hedef ip adreslerini lojik “ve” iĢlemine tabitutar. Eğer paket yönlendirme tablosundaki yönlendirmelerle eĢleĢmiyorsa 0.0.0.0 ağınayönlenecektir. Varsayılan yönlendirme konfigürasyonunda aĢağıdaki adımlar izlenir: Global konfigürasyon moduna girilir. IP route komutu yazılarak hedef ağ için 0.0.0.0 ve alt ağ için 0.0.0.0 adresleri girilir. Bir sonraki routerin IP adresi ya da dıĢ ağa olan bağlantılara yerel “router”dan varsayılan bir yönlendirme yapmak için alt ağ geçidi girilir. Global konfigürasyon modundan çıkılır. copy running-config startup-config komutu kullanılarak NVRAM‟e aktif konfigürasyon kayıt edilir. Örneğin, Yukarıdaki adımları çalıĢma alanımıza eklediğimiz bir router için konfigüreedecek olursak RouterA(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se 0/0/0 RouterA(config)#exit RouterA# wr Building configuration... [OK] Show ip route komutu Yönlendirici, bir yöneticinin konfigürasyonundan veya diğer yönlendiricilerdenyönlendirme protokolleri aracılığıyla yolları öğrenir. Yönlendiriciler, bu yönlendirmebilgisini yönlendirme cetvellerinde saklar ve dinamik hafızada (DRAM) kullanır.Yönlendirme cetveli, ağ iletiĢimi için en iyi yolların listesini içerir. Yönlendiriciler bu cetveliileri paket kararları yapmakta kullanır. “Show ip route” komutu yönlendiriciler üzerindeki IP yönlendirme cetvelinin içeriğinigösterir. Bu cetvel bilinen tüm ağlara ve alt birimlerine giriĢleri, bu bilginin nasıl öğrenildiğinibelirten bir kod içerir. 27
32.
AĢağıdakiler “show ip route” komutuyla birlikte kullanılabilen bazı ek komutlardır. show ip route connected show ip route network show ip route rip show ip route igrp show ip route static Bir komuta ait alt parametrelerin olup olmadığını görmek istiyorsak yani komutlabirlikte kullanılacak komutların olup olmadığını öğrenmek için komutu yazdıktan sonraboĢluk bırakarak “?” ekleyip enter tuĢuna basmalıyız. Kaynak ve hedef yolun tanımlanması Bir ağ kümesindeki trafiği girmek için ağ katmanında ağ tanımlaması gerçekleĢir. Yoltayin iĢlemi, varıĢ yeri için uygulanabilir yönlerin değerlendirilmesini ve tercih edilmiĢiĢleyen bir paketin kurulmasını mümkün kılar. Ağ katmanı, birbirine bağlı ağlar arasındaki paket ulaĢımını baĢtan sona gösterir. Ağkatmanı, kaynak ağdan hedef ağına paket gönderirken IP yönlendirme cetvelini kullanır.Yönlendirici hangi yolun kullanılacağını belirledikten sonra paketi bir arabirimden diğerineveya paketin varacağı en iyi yolu gösteren porta yollar. Paket iletiĢimi için 2. ve 3. katman adresleri kullanılır. Her arabirimde, paket ağboyunca hareket ettikçe, yönlendirme tablosu incelenir ve yönlendirici bir sonraki adımıbelirler. Sonra paket sonraki adımın MAC adresi kullanılarak iletilir. IP kaynağı ve varıĢ yerihiçbir zaman değiĢmez. 3. Katman adresi paketi kaynaktan varıĢa yönlendirmede kullanılır. Kaynak ve hedefIP adresleri aynı kalır. MAC adresi her aĢamada veya yönlendiricide değiĢir. Veri iletimkatmanı adresi gereklidir. Çünkü ağ içindeki iletim 2. katmandaki adres tarafından belirlenir. Yönetimsel uzaklık yolunu tanımlama Yönetimsel uzaklık mesafesi yönlendiricinin özel varıĢ yerine olan en iyi rotayıbelirlemesi için anahtar bilgidir. Yönetimsel uzaklık, yol bilgisinin kaynağının güvenilirliğiniölçen bir numaradır. Mesafe azaldıkça kaynağın güvenilirliği artar. 28
33.
ġekil 2.7: Protokollerin varsayılan yönetici uzaklık çizelgesi Metrik yol tanımlanması Metrik, yola ulaĢılabilirliği ölçen bir değerdir. Yönlendirme protokolleri varıĢa olan eniyi yolu belirlemek için metrikleri kullanır. ġekil 2.8: Metrikleri yol tanımlanmasında önemli olan faktörler Her yönlendirme algoritması kendi içinde en iyi yolun hangisi olduğunu anlatır.Algoritma ağdaki her bir yol için metrik değer denen bir numara oluĢturur. Genelde metriknumara küçüldükçe yol iyileĢir. 29
34.
ġekil 2.9: Metrikleri yol tanımlanmasında önemli olan faktörler ve tanımları ġekil 2.10: Yönlendirici metriğine etki eden faktörler Sonraki atlama yolunun tanımlanması Yönlendirme algoritmaları yönlendirme tablolarını çeĢitli bilgilerle doldurur. VarıĢyeri/sonraki adım bileĢkesi, belli bir hedefe, özel bir yönlendiriciye paket göndererekulaĢılabileceğini söyler. Router gelen bir paketi aldığı zaman varıĢ adresini kontrol eder ve bu adresi sonrakisekmeyle birleĢtirmeye çalıĢır. 30
35.
Son yönlendirme güncellemesinin incelenmesi AĢağıdaki komutlar son yönlendirme güncellemesini bulmak için kullanılır. show ip route show ip route network show ip protocols show ip rip database2.5. Yönlendirme Algoritmaları Yönlendirme algoritmaları, yönlendiriciler üzerinde tutulan ve en uygun yolunbelirlenmesinde kullanılan tabloların dinamik olarak güncellenmesi için kullanılır. Temelde,biri uzaklık vektörü, diğeri bağlantı durum algoritması olarak adlandırılan iki farklıyönlendirme algoritması vardır. RIP, OSPF, IGP gibi birçok yönlendirme protokolü bu ikialgoritmadan birine dayanır. ġekil 2.14: Yönlendirme algoritmaları, yönlendirme protokollerinin özelliklerine göre Ģekillenir. Yönlendirme protokolleri tasarımında aĢağıdaki önemli noktalar dikkate alınmalıdır: Optimizasyon Basit ve düĢük kayıplı Süreklilik ve sağlıklılık Esneklik Hızlı yakınsaklık Yönlendirme algoritmaları en iyi yolu seçerken farklı metrik değerleri kullanır. Heralgoritmanın kendine göre avantajları vardır. Algoritmalar aĢağıdaki farklı değerler bazalınarak iĢlem yapar: Bant geniĢliği Gecikme Yük Güvenlik Atlama sayısı Maliyet Ġm (tick) sayısı 31
36.
En kısa yolu bulma algoritması (Dijkstra’s Shortest Path Algorithm) Yönlendirme teknikleri üzerinde düĢünmeye baĢladığınızda akla gelebilecek ilkteknik, iki nokta arasındaki en kısa yolu bulmak ve paketleri o yol üzerinden aktarmakolacaktır. En kısa yolu bulma algoritması, verilen iki düğüm arasındaki en kısa yolu bulanbir algoritmadır. Basit ve gerçekleĢtirmesi kolay olması nedeniyle geniĢ kullanım alanıbulmuĢtur. Bilgisayar ağlarında iki nokta arasındaki en kısa yolu bulurken ölçüt olarak, Bağlantı noktaları arasındaki coğrafi uzaklık, Geçilen düğüm (sekme) sayısı, Hatlar üzerinde ortaya çıkan aktarım süreleri, düğümlerdeki kuyruklarda bekleme süreleri (gecikme değerleri) kullanılabilir. Sonuçta amacımız, kullanılan ölçüte bağlı olarak kaynak noktasından varıĢ noktasına en kısa yolun bulunmasıdır. Bu bölümde açıklanacak en kısa yol algoritması “Dijkstra” tarafından geliĢtirilmiĢtir. ġekil 2.12: Örnek ağ yapısı Yukarıdaki Ģekilde kullanılan ölçütün gecikme değerleri olduğunu düĢünüp Anoktasından diğer noktalara en kısa yolu bulalım. Önce A düğümünden baĢlıyoruz ve ona komĢu olan düğümleri inceleyip onlara geçiciuzaklık değerlerini atıyoruz. ġekil 2-12‟de B ve F düğümleri için belirlenmiĢ geçici uzaklıkdeğerleri bulabilirsiniz. Diğer düğümler henüz incelenmediği için onların geçici uzaklıkdeğerleri sonsuz iĢareti ile gösterilmiĢtir. 32
38.
ġekil 2.13: Geçici uzaklık değerlerinin belirlenmesi Daha sonra sırası ile A‟dan ulaĢılan en yakın düğümden (bu örnekte F) baĢlayarakuzaklık belirlemeye devam ediyoruz. F‟nin seçiminden sonraki uzaklık değerleriġekil 2.13(b)‟de verilmiĢtir. B, C, G, H ve E‟nin seçiminden sonraki uzaklık değerleriġekil 2.13(c-g)‟de gösterilmiĢtir. Örnekten de anlaĢılacağı gibi bu yöntemde son düğüm dıĢında tüm düğümler bir keziĢlenmiĢtir. Yukarıdaki örnekte A düğümüne olan en kısa yollar hesaplanmıĢtır yani kaynakdüğüm A‟dır. Aynı yöntem kullanılarak diğer kaynak düğümler için de hesaplama yapılır. “Dijkstra”nın en kısa yol algoritması adım adım ġekil 2-14‟te verilmiĢtir. 34
39.
ġekil 2.14: “Dijkstra”nın en kısa yol algoritması Sel (TaĢkın-Flooding) algoritması Bu yöntemde bir düğüme ulaĢan paketin kopyaları çıkarılır ve bu kopyalar paketingeldiği hat dıĢındaki tüm hatlardan gönderilir. Doğal olarak bu yöntem aynı paketin pek çokkopyasının yaratılmasına ve bu kopyaların ağdaki trafiği aĢırı derecede yoğunlaĢtırmasınaneden olacaktır. Bu dezavantaja karĢın taĢkın yönteminde seçilecek hat için özelhesaplamalar yapılmasına gerek kalmaz. Paket, doğal olarak ek kısa yol üzerinden varıĢnoktasına eriĢir. Ancak bu sırada aynı paketin pek çok kopyası yaratılır. Hatta aynı kopyalarpek çok kez aynı düğümlere ulaĢır. ġekil 2-15(a-d), A düğümünden D düğümüne gönderilenbir paketin üç sekme içindeki çoğalmasını ve eriĢtiği düğümleri gösterir. 35
40.
ġekil 2.15: TaĢkın tekniğinde paketlerin ağ içinde yayılması Tekniğin dezavantajlarını önlemek için paketlere sekme sayacı eklenmesiönerilmiĢtir. Sekme sayacına, paket yaratıldığında, kaynak düğüm tarafından kaynak ve varıĢdüğümleri arasındaki sekme sayısını gösteren bir değer atanır. Sekme sayacının değerigeçilen her düğümde bir azaltılır. Sekme sayacı sıfır değerine ulaĢtığında, paket varıĢnoktasına ulaĢmamıĢsa yok edilir. Paketlerin aynı düğüm tarafından tekrar tekrarkopyalanmasını engellemek için önerilen bir diğer yöntem ise her düğümünyarattığı/kopyaladığı paketlerin kaydını tutmasıdır. Yeni gelen bir paketin kopyalarınınyaratılmasından önce bu kayıtlar kontrol edilir ve paket daha önce çoğaltılmadıysa iĢlemedevam edilir aksi hâlde paket yok edilir. Sel algoritması genellikle pratik değildir ama askeri amaçlar için uygun olabilir. Biranda çok sayıda “router” bombalama sonucu devreden çıksa bile sel algoritmasınınsağlamlığı nedeniyle paketin karĢıya ulaĢma Ģansı yüksektir. Burada da tablolar statik olarakbelirlendiği için algoritma statiktir.2.5.1. Bağlantı Durumu Yönlendirmesi Bu algoritma uzaklık vektörü algoritmasının yerine konulmak amacıylageliĢtirilmiĢtir. Uzaklık ölçütü olarak hop(geçiĢ noktası) yerine paket gecikmesini kullanır.Bu Ģekilde yönlendiriciler arasındaki hızlı ve yavaĢ bağlantıları ayırt edebilir. (Hopmetriğinde bu ayrım yapılamaz.) 36
41.
Bir “router” açıldığı zaman algoritma gereği yaptığı iĢler Ģunlardır: KomĢularını keĢfet ve ağ adreslerini öğren. Her komĢuya gecikmeyi ölç. Öğrendiklerini bildiren bir paket oluĢtur. Bu paketi bütün yönlendiricilere gönder. Diğer tüm yönlendiricilere en kısa mesafeyi hesapla. Bu algoritma “Dijkstras” algoritması ya da en kısa yol ilk yoldur (SPF) algoritmasıolarak da bilinir. Bağlantı-durum yönlendirme algoritmaları topoloji bilgilerinin karıĢık veriyapısını korur. Uzaklık vektör algoritmasında uzak ağlar hakkındaki bilgiler kesin değildir.Uzaktaki yönlendiricilerin bilgileri bilinmez. Bağlantı-durum yönlendirme algoritmasıuzaktaki yönlendiricilerin birbirine nasıl bağlandığının hakkındaki tüm bilgileri bulundurur. Bağlantı-durum yönlendirmede kullanılanlar Bağlantı-durum reklamları (LSAs): Diğer yönlendiricilere gönderilen yönlendirme bilgilerinin olduğu küçük paketlerdir. Topoloji veri tabanı: Topoloji veri tabanı, bağlantı-durum reklamlarından toplanılan bilgilerin saklandığı yerdir. SPF algoritması: En kısa yol en iyi yoldur algoritması veri tabanındaki sonuçlara göre performansı hesaplarlar. Yönlendirme tabloları: Arayüzleri ve bilinen yolları listeler. ġekil 2.16: Bağlantı-durum yönlendirmesi Bağlantı-durum yönlendirme ile ağ keĢfetme iĢlemleri 37
42.
Bilgilere direkt sahip olmak için ağlara direkt bağlantı baĢlatıldığında yönlendiricilerarasında bu algoritmalar değiĢtirilir. Her “router” paralelindeki diğer “router” ile değiĢtirilentüm bağlantı durum algoritmalarını veri tabanında oluĢturur. “En kısa en iyi yoldur” algoritması ağa ulaĢılabilirliğini hesaplar. Router bu ağın lojikağacını oluĢturur. Ağ ortamındaki bağlantı-durum protokolünde her bir ağa mümkün yollarınoluĢunu köke ekler. Yönlendirici, en iyi yolu listeler ve yönlendirme tablosunda,arabirimlerin uzaktaki ağa olan uzaklıklarını listeler. Topolojinin durum detayları veelemanları diğer veri tabanlarında dahi korunur. ġekil 2.17: Bağlantı-durum yönlendirme ile ağ keĢfetme iĢlemleri Yönlendirici, bağlantı-durum topolojisindeki gönderilen değiĢtirilmiĢ bilgilerden ilkolarak haberdar olur. Ağ ortamındaki tüm yönlendiricilere ortak yönlendirme bilgilerinigönderir. Yakınsama arĢivlerine, her bir router yakınlarındaki yönlendiricilerin isimlerini,arayüz durumlarını ve yakınlarındaki hattın değerlerini yazar. Router, bağlantı-durumalgoritması paketleri ile yakınlardaki yenilikler ile hatlardaki değiĢiklik bilgilerinin listelerinioluĢturur. Paketler diğer yönlendiricilerin hepsinin çevirisini diğer yönlendiricilere bildirir. 38
43.
ġekil 2.18: Topoloji bağlantı-durum güncellemelerinde değiĢme Yönlendirici, paketleri çevirdiği zaman veri tabanı, en son gelen bilgileri ve “en kısayol en iyi yol algoritması” kullanan diğer ağlara yol hesapları ve ağ ortamında kullanılanbiriktirilmiĢ verinin haritasını günceller. Bağlantı- durum ilgileri: ĠĢlemci ek yükü Hafıza gereksinimleri Bant geniĢliği tüketimi Yönlendiriciler, bağlantı-durum algoritmasını kullanırlarken uzaklık vektöryönlendirme protokolünden daha çok hafıza ve iĢlem gücüne gereksinim duyar.Yönlendiricilerin hafızaları çeĢitli veri tabanlarından tüm bilgileri alabilmek için topolojiağacı ve yönlendirme tablosu oluĢturmak için yeterli olmak zorundadır. Bağlantı-durumpaketleri baĢlangıçta bant geniĢliğini tüketirler. Kesif iĢlemleri süresince tüm yönlendiricilerdiğer yönlendiricilere paketleri göndermek için bu yönlendirme protokolünü kullanır. Yönlendirme trafiği kullanıcı verilerini taĢımak için geçici olarak bant geniĢliğinikullanır ve ağda taĢma oluĢur. BaĢlangıçtaki bu taĢkınlık, bu protokolün genellikle en ufakbant geniĢliğine ihtiyaç duyar. 39
44.
ġekil 2.19: Yönlendiricilerin hafızaları, veri tabanlarından tüm bilgileri alabilmek için topoloji oluĢturur.2.5.2. Uzaklık Vektörü Yönlendirmesi Uzaklık vektörü yönlendirmesi, vektör yaklaĢımlarına ve ağ topluluğundakibağlantılara olan uzaklığa göre yönlendirme yapar. ġekil 2.20: Yönlendiricinin uzaklık vektör ve bağlantı-durum yönlendirme arasındaki iliĢki 40
45.
Uzaklık vektör yönlendirme protokolünün özellikleri Uzaklık vektör yönlendirme algoritmaları, bir yönlendiriciden diğer bir yönlendiriciyeyönlendirme tablolarının kopyalarını periyodik olarak gönderir. Düzenli olarak yapılangüncellemelerle yönlendiriciler arasında topoloji değiĢiklikleri haberleĢir. Uzaklıkvektörünün temel yönlendirme algoritması bellman-ford algoritmaları olarak da bilinir. Her yönlendirici, direkt olarak bağlandığı yönlendiriciden yönlendirme tablolarını alır.Örneğin, B-router bilgileri A-routerından bilgileri alınca A-routerı B´ye uzaklık vektörnumaralarını ekler. B-“router”ına gelen yeni yönlendirme tablosu yakınlardaki C routerınagönderilir. Yakınlardaki diğer yönlendiricilere olan tüm yönler adım adım iĢlenir. ġekil 2.21: Her router yakınlarındaki direkt olarak bağlandığı yönlendiriciden yönlendirme tablolarının alınması Algoritma sonunda, ağ topolojisinin bilgilerinin veri tabanı da korunması için uzaklıkvektörleri biriktirilir. Yine de uzaklık vektör algoritması, “router” sadece yakınındaki“router”ı görsün diye ağ çalıĢma ortamının tam topolojisini bilmesine izin vermez. Her router uzaklık vektörünü kullanarak kendi yakınındakini belirtir. Ara yüzleriniletiminde doğrudan bağlı ağın uzaklığı 0 ile gösterilir. Yönlendiriciler yakındakilerinbilgilerini çevirirken hedefteki ağlara olan en iyi yolu keĢfeder. A-Routeri B “router”ındanaldığı bilgileri çevirerek diğer ağların yapısını öğrenir. Her ağın diğerine olan gidiĢi, çok uzaklardaki ağlarla nasıl gidileceği, yönlendirmetablosunda uzaklık vektörlerinin biriktirilmesi ile mümkündür. 41
46.
ġekil 2.22: Her ağın diğerleriyle iletiĢimi, yönlendirme tablosunda uzaklık vektörlerinin biriktirilmesi ile mümkün olması Yönlendirme tablosu güncellemeleri topolojide bir değiĢiklik olduğu zaman yapılır.Ağ kesif iĢlemleri gibi topoloji değiĢiklikleri bir yönlendiriciden diğer bir yönlendiriciyeadım adım iĢlenir. ġekil 2.23: Yönlendirme tablosu güncellemelerinin topolojide bir değiĢiklik olduğu zaman yapılması Uzaklık vektörü algoritmaları her router için bitiĢiklerindeki her bir router ın gönderdiğiyönlendirme tablosunu çağırır. Yönlendirme tabloları metrik olarak tanımlanmıĢ tüm yollar 42
47.
hakkındaki bilgileri muhafaza eder. Ayrıca tabloda, ilk “roter”dan yolu üzerindeki her birrouterin lojik adreslerini alır. Uzaklık vektörünün analojisinde anayolların kesiĢmesinde bulunan sinyallerde olabilir.Sinyal noktalarına doğru hedef ve hedefe olan uzaklık gösterilir. Daha uzaklardaki anayoldüĢtüğünde, diğer sinyal noktaları hedefe doğrudur. Fakat uzaklık kısalmıĢtır. Uzaklık artsada azalsa da trafik en iyi yolu izler. Uzaklık vektör algoritması yakınlardaki yönlendiricilerin temel bilgilerini sunarakyönlendirme kararı verir. Bu protokol sistem kaynaklarını daha az kullanır. Fakat yavaĢlık yakınsamadankatlanılabilir. GeniĢ sistemlere metrik kullanarak ölçeklenemez. Protokolün temeli uzaklıkbulmak (atlamanın sayısı) ve çalıĢma alanındaki her bir bağlantıya olan vektördür.Algoritmalar periyotlarda bir yönlendiriciden diğer bir yönlendiriciye yönlendirmenintamamlanmasında kopyaların geçmesini ihtiva eder. Bu tip yönlendirme protokollerinin yönlendirme tabloları ile yakınlardaki heryönlendiriciye basit bir Ģekilde ulaĢmak ister. Her bir ağ yolu için yakınlarındaki düĢükmaliyetli tanıtımları çevirir. RIP ve IGRP ortak bir uzaklık yönlendirme protokolüdür.2.6. Metrik Değer Parametreleri Metrik değer hesaplamasında en basit hesap yöntemi, yönlendiriciler arasındakiatlama sayısının (hop count) baz alınmasıdır. Gerçekte bu değer paketlerin alıcısına en hızlıgitmesini sağlamayabilir. Çünkü iki düğüm arasında atlama sayısı 2 olan bir yol 1 olan birbaĢka yoldan daha hızlı aktarım gerçekleĢtirebilir. Bu durumda paketlerin aktarılması içindaha hızı yol var iken atlama sayısı küçük diye metrik değeri 1 olan yola yönlendirmeyapılır. Bu durumların önüne geçmek için ağın ayrıntısını gösteren parametreler de kullanılır. Bunlar kısaca aĢağıdaki gibidir: En ucuz yola göre Servis kalitesi gereksinimine göre Gereksinimi duyulan servis türüne göre Uygulama politikalarına göre Var olan diğer yolun da kullanılmasına göre En uygun yol bulunurken yukarıdaki gibi parametrelerin de göz önüne alınmasıyönlendiricide gerekecek iĢlemci gücünü ve diğer donanım gereksinimi artıracağından kenaryönlendiricilerde pek fazla kullanılmaz, daha çok merkez yönlendiricilerde kullanılır. Yukarıdaki parametrelerinden özellikle var olan diğer yolun da kullanılması dikkatedeğerdir. Birçok uygulamada yedek anlamında ana bağlantıya ek olarak ikinci bir bağlantıyapılır. Bunun amacı, ana bağlantıda bir kesinti olduğunda, iletiĢimin yavaĢ da olsasağlanmasıdır. Normal de bu ikinci bağlantı kullanılmaz. Ancak yönlendirici ana bağlantı ileyedek bağlantı arasında yük paylaĢımı yapılacağı ilkesine göre konfigüre edilirse en iyi yolubulmada ikinci yol da göz önüne alınır. 43
48.
UYGULAMA FAALĠYETĠUYGULAMA FAALĠYETĠ Yönlendirme protokollerini kavrayarak yönlendirme algoritmasının simülasyonunuçıkarınız. ĠĢlem Basamakları Öneriler Router(yönlendirici) simülatör programlarını kullanarak aĢağıdaki bağlantı Ģekillerinin simülasyonlarını çıkarınız. Router simülatör En kısa yol yönlendirme algoritması simülatörünü programları, routerları kullanarak bağlantı değerlerini değiĢtirip sonuçları (yönlendirici) görebilirsiniz.(C‟den E‟ye doğru) kullanmadan ağ bağlantısının nasıl sonuç vereceğini size bildirir. Ağ yapısındaki değerleri değiĢtirerek bu iĢlemleri gerçekleĢtiriniz. Size en kısa yolu hesaplayacak ve sonucu verecektir. DeğiĢik simülatör programlarını kullanabilirsiniz. Router simülatör Uzaklık vektörü algoritması simülatörünü kullanarak programları, routerları bağlantı değerlerini değiĢtirip sonuçları (yönlendirici) görebilirsiniz.(B‟den H‟ye doğru en kısa yolu) kullanmadan ağ bağlantısının nasıl sonuç vereceğini size bildirir. Ağ yapısındaki değerleri değiĢtirerek bu iĢlemleri gerçekleĢtiriniz. Size en kısa yolu hesaplayacak ve sonucu verecektir. DeğiĢik simülatör programlarını kullanabilirsiniz. 44
49.
Uzaklık değeri: 9 değerini bulmalısınız. Bağlantı-durum algoritması simülatörünü kullanarak bağlantı değerlerini değiĢtirip sonuçları görebilirsiniz.(B‟den H‟ye doğru en kısa yolu) Router simülatör programları, routerları (yönlendirici) kullanmadan ağ bağlantısının nasıl sonuç vereceğini size bildirir. Ağ yapısındaki değerleri değiĢtirerek bu iĢlemleri gerçekleĢtiriniz. Size en kısa yolu hesaplayacak ve sonucu verecektir. DeğiĢik simülatör programlarını kullanabilirsiniz. 45
50.
Router(yönlendirici) simülatör programlarını kullanarak aĢağıdaki bağlantı Ģekillerinin simülasyonlarını çıkarınız. Router simülatör En kısa yol yönlendirme algoritması programları, routerları simülatörünü kullanarak bağlantı değerlerini (yönlendirici) değiĢtirip sonuçları görebilirsiniz(C‟den E‟ye kullanmadan ağ doğru). bağlantısının nasıl sonuç vereceğini size bildirir. Ağ yapısındaki değerleri değiĢtirerek bu iĢlemleri gerçekleĢtiriniz. Size en kısa yolu hesaplayacak ve sonucu verecektir. DeğiĢik simülatör programlarını kullanabilirsiniz. 46
51.
ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRMEÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki cümlelerin baĢında boĢ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgilerdoğru ise D, yanlıĢ ise Y yazınız.1. ( ) Yönlendirme, OSI katman 3 fonksiyonudur.2. ( ) Anahtarlama, OSI‟nin 3 katmanında oluĢur.3. ( ) Yönlendirilebilir protokoller, kaynak ve hedef hostlara bilgi aktarıp kullanmaktan ziyade, birbiri arasında bilgi değiĢimi için yönlendiriciler(router) tarafından kullanılır.4. ( ) Yönlendirme algoritmaları, yönlendiriciler üzerinde tutulan ve en uygun yolun belirlenmesinde kullanılan tabloların dinamik olarak güncellenmesi için kullanılır.5. ( ) En kısa yolu bulma algoritmasında, bir düğüme ulaĢan paketin, kopyaları çıkarılır ve bu kopyalar paketin geldiği bağlantı (hat) dıĢındaki tüm bağlantılardan gönderilir.6. ( ) Metrik değer hesaplamasında en basit hesap yöntemi, yönlendiriciler arasındaki atlama sayısının (hop count) baz alınmasıdır.7. ( ) Yönlendirme tabloları, diğer yönlendiricilere gönderilen yönlendirme bilgilerinin olduğu küçük paketlerden oluĢur.8. ( ) Tabloların oluĢturulma yönteminden bağımsız olarak belirli özelliklerin sağlanması gereklidir. Bunlar doğruluk, basitlik, sağlamlık, kararlılık, adillik ve optimalliktir.9. ( ) Routing algoritmaları, sel(taĢkın) ve bağlantı-durum algoritmaları olmak üzere iki sınıfa ayrılır.10. ( ) Algoritmalar aĢağıdaki farklı değerler baz alarak iĢlemlerini yaparlar. Bunlar: Bant geniĢliği, gecikme, yük, güvenlik, atlama sayısı, maliyet, im (tick) sayısıDEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevapverirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 47
52.
MODÜL DEĞERLENDĠRME MODÜL DEĞERLENDĠRME Modül ile kazandığınız yeterliği aĢağıdaki ölçütlere göre değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet HayırYönlendirilmiĢ Protokoller 1. YönlendirilmiĢ protokoller ile yönlendirilmiĢ protokolleri 2. tanıdınız mı? 3. “YönlendirilmiĢ Protokol”ü anladınız mı? 4. IP paket yapısını öğrendiniz mi? 5. IP paket yapılarındaki alt ağ maskesini öğrendiniz mi?IP Yönlendirme Protokolleri6. Yönlendirmeyi öğrendiniz mi?7. Yönlendirme ile anahtarlama arasındaki farklılıkları öğrendiniz mi?8. YönlendirilmiĢ ve Yönlendirme Protokolleri arasındaki farklılıkları öğrendiniz mi?9. Yönlendirme tablosunu öğrendiniz mi?10. Yönlendirme algoritmalarının amacını öğrendiniz mi?11. Bağlantı-durum yönlendirmesini anladınız mı?12. Uzaklık vektörü yönlendirmesini öğrendiniz mi?13. Metrik değer parametrelerini anladınız mı?14. Simülatör programlarını kullanmayı öğrendiniz mi?DEĞERLENDĠRMEDeğerlendirme sonunda “Hayır” Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz.Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetlerini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız“Evet” ise bir sonraki modüle geçmek için öğretmeninize baĢvurunuz. 48
53.
CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARI ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1’ĠN CEVAP ANAHTARI 1. Doğru 2. YanlıĢ 3. Doğru 4. YanlıĢ 5. Doğru 6. Doğru 7. YanlıĢ 8. Doğru 9. Doğru 10. DoğruÖĞRENME FAALĠYETĠ-2’NĠN CEVAP ANAHTARI 1. Doğru 2. YanlıĢ 3. Doğru 4. Doğru 5. YanlıĢ 6. Doğru 7. YanlıĢ 8. Doğru 9. YanlıĢ 10. Doğru 49
54.
KAYNAKÇA KAPLAN Yasin, “Network Veri HaberleĢmesi Uygulamaları”, Papatya Yayıncılık, Ġstanbul, 2006. TURGUT Hulusi, “Ağ Teknolojilerine GiriĢ”, Pusula Yayıncılık, Ġstanbul, 2005. SIYAN Karanjit S. Ph.D., PARKER Tim Ph.D., Indianapolis, Sams Publishing, 2002.NAKÇA YILDIRIMOĞLU Murat, Tcp/IP Internet’in Evrensel Dili, Pusula Yayıncılık, 1999. STEVENS W. Richard, TCP/IP Illustrated Volume1 The Protocols, Addison Wesley Professional, 1993. CARNE E. Bryan, A Professional’s Guide to Data Communication in a TCP/IP World, Artech House Inc., London, 2004. FEIT Sidnie, TCP/IP First Edition, McGraw-Hill School Education Group, 1998. RFC: 793, Transmıssıon Control Protokol Darpa Internet Program Protocol Specıfıcatıon, Information Sciences Institute University Of Southern California, 1981. RFC: 768 User Datagram Protocol, Information Sciences Institute University Of Southern California, 1980. 50