Network Modeli, kapsamlı bir gruplama halinde toplanan bir protokol ve standart grubuna atıf yapan genel bir terimdir. TCP/IP ve OSI birer Network Modeli örneğidir. Bu modeller bir ağdaki aygıtlar tarafından takip edildiğinde ağdaki tüm aygıtların iletişim kurmasını sağlarlar.
OSI Referans Modeli’nde uygulamaların ağ üzerinden birbirleriyle nasıl iletişim kuracakları tanımlanır. Öyle ki, iki bilgisayar arasında haberleşme sürecini tarif eden bir kılavuz gibidir.
OSI Katmanlı Mimarisinin Faydaları
- Daha Az Karmaşıklık: Katmanlı bir model kullanmamakla karşılaştırıldığında, ağ modelleri kavramları daha küçük anlaması kolay parçalara bölerler.
- Standart Arayüzler: Her katman arasındaki standart arayüz tanımları, birden fazla satıcının belirli bir rolü dolduran ürünleri, açık rekabetin tüm avantajlarıyla oluşturmasına izin verir.
- Daha Kolay Öğrenme: İnsanlar, protokol özelleştirmelerinin detaylarını daha kolay tartışabilir ve öğrenebilirler.
- Daha Kolay Geliştirme: Karmaşıklığı azaltmak, daha kolay program değişiklikleri ve daha hızlı ürün geliştirme sağlar.
- Çok Tedarikçi Birlikte Çalışabilirlik: Aynı standartlar ile çalışmak, farklı sağlayıcılardan gelen bilgisayarların ve ağ aygıtlarının aynı ağda çalışabilmeleri anlamına gelir.
- Modüler Çalışma İmkanı: Bir geliştirici, üst katmanları (örneğin bir web tarayıcısı) uygulayan bir yazılım yazabilir ve başka bir geliştirici alt katmanları uygulayan yazılımlar yazabilir (örneğin, Microsoft’un hazır TCP / IP yazılımını alıp işletim sistemlerine ekleyebilir).
Bu nedenle 7 Katmanın,
- Adları
- Numaraları
- Ne İş Yaptıkları
- Protokolleri
- TCP/IP’deki karşılıkları
- PDU’ları
bilinmelidir. Adresleme mekanizmaları ve hata kontrol mekanizmaları yani data’nın yolda bozulup bozulmadığını nasıl kontrol ettikleri bilinmelidir.
Katmanları akılda tutmak için kısaltmalar kullanılabilir: All People Seem To Need Data Processing
Katman 7-6-5
7. katman, Application katmanı datanın network üzerinden gönderimini başlatan katmandır. HTTP, FTP, DNS, SNMP, SSH, Telnet bu katmanda yer alır. Bir web tarayıcı yazılımı bu katmanda çalışır. Siz bir web sayfası yazdığınızda data uygulama katmanında hazırlanır. Bilgisayarınızdaki web tarayıcı uygulaması datayı 7, 6 ve 5. katmanda hazırlayıp alt katmanlara iletir. Bu katmanlarda data iletime hazırlanır.
Uygulama datası 7. katmanda oluşur. 6. katmanda datanın başına belirli başlıklar eklenir. 5. katmanda da datanın başına belirli başlıklar eklenir. Fakat biz 7. 6. ve 5. katmanda eklenen bu başlıkların hepsine uygulama katmanı datası diyoruz. Yani network üzerinden taşılanak datanın oluşumu 7. , 6. ve 5. katmanlarda gerçekleşir. Bunu tek bir data olarak düşünebiliriz. TCP/IP modelinde bu üç katman birleşik olarak Application layer olarak isimlendirilir.
Katman 4
4. katmanda data parçalara ayrılır. Bu parçalar segment’ler olarak adlandırılır. TCP ve UDP protokolleri bu katmanda yer alır. Bu katmandaki TCP hata kontrol mekanizması içerir. Böylece üst katmanlarda bilginin bütünlüğünü garantiler.
TCP için her bir datanın başına eklenen başlık aşağıdaki bilgileri içerir:
- KAYNAK PORT NUMARASI, örnek: 5001
- HEDEF PORT NUMARASI, örnek: 80
- SIRA NUMARSI: 1, 2, 3 nolu paket
- GERİ BİLDİRİM NO’SU: 1-2-3-4-5 no lu paketler OK, 6 nolu paketi gönder
Daha sonra segmentler bir başka katman olan 3. katmana iletilir.
Katman 3
3. katmanda segment’in başına network (TCP/IP için IP) başlığı eklenir.
- KAYNAK IP ADRESİ (220.127.116.11 )
- HEDEF IP ADRESİ
Bu katmandaki veri paket olarak adlandırılır. Böylece segmentler paketlere dönüştükten sonra bir alt katman olan 2. katmana iletilir.
Ağlar arasında geçiş yaparken router denilen cihazlar hedef IP adreslerine bakarak paketleri yönlendirirler. R1 paketi aldığında paketin hedef IP adresine (18.104.22.168) bakarak bir karar verir. Bu adresi bildiği IP route’larıyla karşılaştırır ve paketi R2’ye yollamaya karar verir. IP paketini bu şekilde yönlendirme işlemine routing denir. R2 paketi aldığında yine benzer bir mantık kullanır. Paketin hedef IP’sini karşılaştırarak onu hedef cihaza yönlendirmeyi seçer.
Katman 2
Bu katmanda her bir paketin başına yine temel olarak:
- KAYNAK MAC ADRESİ
- HEDEF MAC ADRESİ
bilgilerini içeren bir başlık ve kontrol için de sonuna bir kuyruk eklenir. Böylece paketler çerçevelere (framelere) dönüşür.
Her bir katman üstündekine bir servis sağlar. Örn. TCP, HTTP’ye servis sağlar. IP, TCP’ye servis sağlar. Üçüncü katmandan gelen paket yalnızca kaynak IP ve hedef IP bilgilerini taşır. Örn. Yukarıda oluşturulan paket R1 router’ına gidebilmek için başka bir protokol olan Ethernet’e ihtiyaç duyar.
Frame, Ethernet kablolamadan elektriksel sinyaller halinde R1’e ulaşır. R1 elektrik sinyalini fiziksel olarak alır ve elektrik sinyallerinin anlamlarını yorumlayarak aynı bitleri tekrar oluşturur. Daha sonra Ethernet başlığını ve kuyruğunu çöpe atarak IP Paketini yeniden elde eder.
TCP/IP Modelinde katman 1 ve katman 2 birleşiktir ve bu iki katman Layer olarak isimlendirilir.
Link katmanı çok sayıda protokol ve standart içerir. Farklı fiziksel ortamlar için wide-area network (WAN) standartları buna örnek olarak verilebilir. Bu standartlar verilerin iletilmesiyle ilgili daha uzun mesafeler nedeniyle LAN standartlarına göre önemli farklılıklar gösterirler. Bu katman genel olarak yukarıda gösterildiği gibi başlık ve kuyruk ekleyen popüler WAN standartlarını da içerir. ( örn. Point-to-Point Protocol (PPP), Frame Relay)
Katman 1
Frame’ler elektrik sinyalleri (bitler) olarak fiziksel ortamdan yollanır. Kablolama ve konnektörlerin standartları bu katmanda tanımlıdır.
Encapsulation Kavramı: 4. katmanda dataya transport başlığı, 3. katmanda network başlığı eklenir. 2. katmanda data-link başlığı ve kuyruğu eklenir. Verinin başına ve sonuna bir takım adres ve kontol bilgileri eklenmesine kapsülleme (encapsulation) denir. Her katmanda gerçekleşen bu işlem sayesinde data milyarlarca cihaz arasından gideceği yere güvenli, eksiksiz ve hatasız biçimde ulaşabilir.
Switch ve Router
Switch 2. katmana kadar bakar. 2. katman MAC adreslerinin ekli olduğu katmandır. MAC adreslerine bakılarak aynı networkte çıkış noktasına ulaşılır. Çıkış noktasındaki router dediğimiz yönlendirici cihaz 1. katmanda bitleri alır. İkinci katmanda MAC adreslerine bakar. Üçüncü katmanda Network katmanına çıkarak IP adreslerine bakar. Bu IP adresleri paketin dünya üzerinde hangi kullanıcıya gideceğini belirleyen adreslerdir. Router denilen cihazlar IP adresine bakarak, paketi hangi yöne gidecekse o yöne doğru anahtarlayan, yönlendiren cihazlardır. Daha sonra hedef network’e ulaşıldığı zaman switch yine 2. katman adreslerine bakarak sunucu bilgisayara yollar. Hedef sunucu başlıkları kontrol edip çöpe atarak üst katmanlara çıkartır.
Katmanlar Arası Etkileşimler
Same-Layer Interaction: İki bilgisayar aynı katmanda iletişim kurmak için bir protokol (kabul edilmiş bir kural seti) kullandığı durumlarda gerçekleşir. Örn. bir bilgisayar bir TCP segmentini segment 1 olarak işaretliyor. Alıcı bilgisayar TCP segmenti 1’in alındığı bilgisini onaylıyor olsun. (ACK)
Adjacent-Layer Interaction: Aynı bilgisayarda bir katman, üst bir katmana bir servis sunduğunda gerçekleşir. Örn. HTTP, TCP’den data yollamasını ve bunun iletildiğinden emin olmasını istiyor.