Bilgisayar Ağlarının Fiziksel Bileşenleri

Ağ bileşenleri,bir ağın çalışmasını sağlayan donanım ve yazılım elemanlarını içerir.

Bu yazımda ağların önemi,faydaları ve fiziksel(donanım) bileşenlerinden bahsedeceğim.

Network(Ağ)

Network,temel olarak veri paylaşımı amacıyla,belirli kurallar(protokoller) aracılığıyla çeşitli cihazları birbirine bağlayan yapıdır.

Bu cihazlar arasında bilgisayarlar, sunucular, yazıcılar ve yönlendiriciler gibi birçok farklı cihaz bulunabilir.

Faydaları

Program Paylaşımı: Bir network ortamında kullanıcılar,merkezi bir bilgisayara kurulmuş olan programları kullanabilirler.

Dosya Paylaşımı:Kullanıcılar,kullandıkları dosya kaynaklarını ağdaki diğer bilgisayarlardan izinler dahilinde elde edebilirler.

Yazıcı Paylaşımı: Ağdaki birçok kullanıcı ortak bir yazıcıyı kullanabilir.

Güvenlik: Bir ağa bağlanıp kaynak kullanmak isteyenlerin kimlik doğrulaması yapması gerekir. Kaynakları yalnızca yetkileri dahilinde kullanabilirler ve bu veri güvenliğini arttırır.

Yedekleme: Ağlar, verilerin merkezi bir yerde saklanmasını ve yedeklenmesini kolaylaştırır. Bu, veri kaybı riskini azaltır.

Maliyet Tasarrufu:Fiziksel altyapıdan tasarruf edilmesini sağlar.(örneğin, birden fazla bilgisayarın aynı yazıcıyı paylaşması).

Merkezi Yönetim:Bir ağdaki tüm cihazlar,sistem yöneticileri tarafından esnek bir şekilde yönetilebilir.

Fiziksel Bileşenler (Donanım)

1)Network Interface Card(NIC) (Ağ Arayüz Kartı)

Bilgisayarların ağa bağlanmasını sağlayan donanım bileşenidir.Her bilgisayarda bir NIC bulunur.Her NIC, benzersiz bir MAC adresine sahiptir. Bu adres, ağdaki cihazların birbirini tanımasını sağlar.

— NIC Nasıl Çalışır? —

Veri İletimi: NIC, cihazdaki verileri ağ protokollerine uygun bir şekilde paketler.(örneğin, TCP/IP)

Fiziksel Katmana Gönderim: Veriler elektriksel, optik veya radyo sinyallerine dönüştürülerek ağ ortamına iletilir.

Veri Alımı: NIC, ağdan gelen sinyalleri alır, çözümleyerek cihazın kullanabileceği hale getirir.

— NIC Türleri —

Wired NIC(Kablolu NIC): Kablolar ve Konnektörler, verileri aktarmak için Wired NIC’i kullanır.

Wireless NIC(Kablosuz NIC):Kablosuz ağlara bağlanmayı sağlayan bir donanım bileşenidir.

USB NIC:Bilgisayarların veya diğer cihazların USB portu üzerinden ağa bağlanmasını sağlayan bir donanım bileşenidir.

2)HUB

Hub, çok portlu bir tekrarlayıcıdır(repeater).Birden fazla bilgisayarı veya cihazı birbirine bağlayarak veri iletimini sağlar.Hub’lar verileri filtreleyemez, bu nedenle veri paketleri tüm bağlı cihazlara gönderilir.Bu da ağ trafiğini artırabilir ve performansı düşürebilir. Hub, portların verilerini depolamak ve hedef adreslerini eşlemek için herhangi bir yönlendirme tablosuna sahip değildir. Yönlendirme tablosu, tüm portlar arasında bilgi göndermek/yayınlamak için kullanılır.

— Hub Nasıl Çalışır? —

Veri Alımı:Hub, bir cihazdan veri alır (örneğin, bir bilgisayardan).

Veri Yayını:Aldığı bu veriyi bağlı tüm cihazlara gönderir. Hub, hedef cihazı belirlemediği için veriyi tüm bağlantı noktalarına iletir.

Çatışma (Collision):Hub, tüm cihazlara veri yaydığı için iki cihaz aynı anda veri gönderirse çakışma (collision) meydana gelir. Bu durum, ağ performansını olumsuz etkiler.

— HUB Türleri —

Passive HUB(Pasif HUB):Veriyi alır ve güçlendirme yapmadan bağlı cihazlara iletir. Elektrik sinyallerini yeniden üretmediği için genellikle daha basit ve ucuzdur.

Aktive HUB(Aktif HUB):Veriyi alır, sinyalleri güçlendirir ve diğer cihazlara iletir. Sinyal zayıflamasını önlemek için uygundur.

Smart Hub(Akıllı HUB) veya Switching HUB:Bazı yönetim özelliklerine sahiptir. Ağ trafiğini izleme veya cihazları kontrol etme yeteneği sunabilir.MAC adresine göre kararlar alır ve Data Link Layer(Veri Bağlantı Katmanı) üzerinde çalıştırılırlar.

3)Router(Yönlendirici)

Router, bir ağdaki cihazların farklı ağlar arasında veri alışverişi yapmasını sağlayan bir ağ cihazıdır. Router, veri paketlerini IP adreslerine göre kaynak ile hedef arasında en iyi yoldan yönlendiren cihazdır. Yerel ağlar (LAN) ile geniş alan ağları (WAN) birbirine bağlar.

— Router Nasıl Çalışır? —

Veri Paketini Alma:Router, bir cihazdan gönderilen veri paketini alır.

Hedef IP Adresini Kontrol Etme:Paket içerisindeki hedef IP adresini analiz eder ve paketin nereye gönderilmesi gerektiğine karar verir.

En Uygun Yolu Seçme:Router, yönlendirme tablolarını ve protokollerini kullanarak paketin geçeceği en uygun yolu belirler.

Paketin İletimi:Paket, hedefe doğru iletilir. Bu işlem, gerektiğinde birden fazla router üzerinden gerçekleştirilir.

— Router Türleri —

Ev ve Küçük İşletme Router’ları (SOHO Router):Ev ağları ve küçük ofisler için tasarlanmıştır.Kablosuz (Wi-Fi) ve

kablolu bağlantı özellikleri sunar.Genellikle internet bağlantısını paylaşmak için kullanılır.

Kurumsal Router’lar:Daha büyük ölçekli ağlar için geliştirilmiştir.Yüksek bant genişliği, güvenlik ve yönlendirme özelliklerine sahiptir.Veri merkezlerinde, geniş alan ağlarında (WAN) ve bulut bağlantılarında kullanılır.

Kablosuz Router’lar:Hem kablolu hem de kablosuz bağlantılar sağlar.Wi-Fi erişim noktası (Access Point)

özellikleriyle cihazları kablosuz ağa bağlar.

Temel Router Türleri:

Edge Router: Ağın dış bağlantılarını (örneğin, ISP) yönetir.

Core Router: Büyük ağların merkezinde yüksek hızlı veri yönlendirmesi yapar.

4)Modem

“Modem” kelimesi, “modülatör” ve “demodülatör” kelimelerinin birleşiminden türetilmiştir. Modemler, telefon telinden gelen analog sinyalleri ve 0’lar ve 1’ler biçimindeki dijital forma dönüştürerek çalışır.

—Modem Nasıl Çalışır? —

Veri Alımı (Dijital Cihazdan Modeme):Modem, bilgisayar, telefon veya başka bir dijital cihazdan gelen verileri alır.Dijital cihazlar, yalnızca 1 ve 0’dan oluşan dijital sinyallerle çalışır.

Modülasyon: Dijital Verinin Analog Sinyale Dönüştürülmesi:Dijital sinyaller, internet servis sağlayıcısına (ISP) iletilebilmesi için analog sinyallere dönüştürülür.Telefon hatları, kablo ağları veya fiber optik altyapılar gibi analog iletişim ortamlarında iletim sağlanır.

İletim: Analog Sinyalin Gönderilmesi:Modem, dönüştürdüğü analog sinyalleri ISP’ye gönderir.ISP, gelen sinyali işler ve internete yönlendirir.

Demodülasyon: Analog Sinyalin Dijital Veriye Dönüştürülmesi:ISP’den dönen veriler, modem tarafından alınır.Modem, bu analog sinyalleri cihazların anlayabileceği dijital sinyallere dönüştürür.

Veri Dağıtımı (Modemden Cihaza):Dijital verilere dönüştürülen bu sinyaller, bağlı cihazlara (örneğin, bilgisayar, tablet, akıllı telefon) iletilir.Cihazlar, bu veriyi kullanarak internete erişir.

Çeşitli modem türlerine buradan ulaşabilirsiniz.

5)Switch(Anahtar)

Bir yerel ağ (LAN) içerisindeki cihazları birbirine bağlayan bir ağ cihazıdır. Veri paketlerini cihazlar arasında yönlendirir ve iletişim kurmalarını sağlar. Switch, genellikle aynı ağ içerisindeki cihazlar arasında hızlı ve verimli bir şekilde veri alışverişi yapmak için kullanılır.

— Switch Nasıl Çalışır ? —

Veri Paketini Alma:Switch, bir cihazdan gelen veri paketini alır.

Kaynak MAC Adresini Kaydetme:Paket içerisindeki kaynak MAC adresini okuyarak, bu cihazın hangi porta bağlı olduğunu öğrenir ve MAC adresi tablosuna ekler.

Hedef MAC Adresini Kontrol Etme:Veri paketinin hedef MAC adresini kontrol eder.

Doğru Porta Yönlendirme:Hedef MAC adresine karşılık gelen portu bulur ve paketi bu porta yönlendirir.

Yayın (Broadcast) Yapma:Eğer hedef MAC adresi tabloda yoksa, paketi tüm portlara gönderir (broadcast). Bu, hedef cihazın yerini öğrenmek içindir.

— Switch Türleri —

Yönetilmeyen Switch (Unmanaged Switch):Basit ve tak-çalıştır (plug-and-play) özelliklidir.Yönetim veya yapılandırma gerektirmez.Küçük ağlarda veya ev ağlarında kullanılır.

Yönetilen Switch (Managed Switch):Ağ yöneticileri tarafından yapılandırılabilir ve yönetilebilir.VLAN, QoS (Hizmet Kalitesi), güvenlik özellikleri gibi gelişmiş işlevler sunar.Orta ve büyük ölçekli ağlarda kullanılır.

Katman 2 Switch:Veri bağlantı katmanında (Layer 2) çalışır.MAC adreslerini kullanarak veri paketlerini iletir.

Katman 3 Switch:Ağ katmanında (Layer 3) çalışır ve yönlendirme (routing) özelliklerine sahiptir.Birden fazla ağ arasında veri yönlendirebilir.

PoE Switch (Power over Ethernet):Ethernet kablosu üzerinden bağlı cihazlara elektrik gücü sağlar.IP kameralar, VoIP telefonlar ve kablosuz erişim noktaları için kullanılır.

Switch ile Hub Arasındaki Fark

Switch ile Router Arasındaki Fark

6)Access Point(Erişim Noktası)

Bir kablolu ağ bağlantısını kablosuz hale dönüştüren ağ cihazıdır. Bir erişim noktası, kablosuz cihazların (örneğin dizüstü bilgisayarlar, akıllı telefonlar ve tabletler) ağa bağlanmasına olanak tanır ve genellikle genişletilmiş bir Wi-Fi ağı oluşturmak için kullanılır.

— Access Point Nasıl Çalışır ? —

Kablolu Bağlantı:Access Point, bir ethernet kablosu aracılığıyla router veya switch’e bağlanır.

Kablosuz Yayın:AP, kablosuz cihazlar için bir ağ adı (SSID) yayınlar.

Bağlantı İsteklerinin Yönetimi:Kablosuz cihazlar, SSID’ye bağlanarak ağa erişim sağlar. AP, bu bağlantı isteklerini yönetir.

Veri İletimi:Kablosuz cihazlardan gelen verileri kablolu ağa yönlendirir. Kablolu ağdan gelen verileri ise kablosuz cihazlara iletir.

— Access Point Türleri —

Bağımsız (Stand-Alone) Access Point:Basit cihazlardır ve genellikle küçük işletmelerde veya ev ağlarında kullanılır.Router gibi bir cihazla doğrudan çalışır.

Controller-Based Access Point:Büyük ağlarda, merkezi bir denetleyici (controller) tarafından yönetilir.Oteller, kampüsler ve büyük ofisler gibi yerlerde kullanılır.

Mesh Access Point:Birden fazla AP’nin birlikte çalışarak geniş bir ağ oluşturduğu sistemlerdir.Kapsama alanını genişletmek için idealdir.

Router ile Access Point Arasındaki Fark

7)Bağlantı Ortamları

7.1 Kablolu Bağlantılar:Kablolu bağlantılar, fiziksel kablolar aracılığıyla veri iletimi sağlar. Bu tür bağlantılar genellikle daha güvenilir ve hızlıdır.

— Kablolu Bağlantı Türleri —

1)Bakır Kablolar

Koaksiyel Kablo:Eski ağ sistemlerinde kullanılır. Dayanıklı yapısı sayesinde veri kaybı düşüktür. Genellikle CCTV sistemlerinde tercih edilir.

Çift Bükümlü Kablolar (Twisted Pair)

STP (Shielded Twisted Pair): Manyetik alanlara karşı korumalıdır.

UTP (Unshielded Twisted Pair): Daha yaygın ve ekonomiktir. Ethernet ağlarında kullanılır.

Kategoriler: Cat5, Cat5e, Cat6, Cat7 gibi kategorilerle hız ve kapasite farklılıkları sunar.

2)Fiber Optik Kablolar

Işık sinyalleriyle veri taşır.

Yüksek hız ve uzun mesafe desteği sağlar.

EMI (Elektromanyetik Girişim) gibi parazitten etkilenmez.

7.2 Kablosuz Bağlantılar:Kablosuz bağlantılar, veri iletimi için radyo dalgaları, mikrodalga veya kızılötesi gibi elektromanyetik dalgaları kullanır. Mobilite ve kolaylık sağladıkları için modern ağlarda yaygın olarak tercih edilir.

— Kablosuz Bağlantı Türleri —

Wi-Fi (Wireless Fidelity)

En yaygın kablosuz ağ teknolojisidir.

802.11a/b/g/n/ac/ax standartlarını kullanır.

Genellikle 2.4 GHz veya 5 GHz frekans bantlarında çalışır.

Bluetooth

Kısa mesafeli bağlantılar için kullanılır.

Mobil cihazlar, kulaklıklar ve IoT cihazlarında yaygındır.

NFC (Near Field Communication)

Yakın mesafeden veri iletimi sağlar.

Ödeme sistemleri ve kimlik doğrulama gibi uygulamalarda kullanılır.

Uydu Bağlantıları

Uzun mesafeler arasında veri iletişimi sağlar.

Kırsal alanlarda internet erişimi için kullanılır.

Cellular (Mobil) Ağlar

4G, 5G gibi teknolojilerle geniş kapsama alanı sunar.

Kızılötesi (Infrared)

Eskiden uzaktan kumandalarda kullanılırdı.

Günümüzde veri iletimi için nadiren kullanılır.

8)Repeater(Tekrarlayıcı)

Repeater, ağlarda sinyal gücünü artırmak ve sinyalin daha uzun mesafelere ulaşmasını sağlamak için kullanılan bir ağ cihazıdır. Veri sinyalleri iletilirken mesafe arttıkça zayıflar ve bozulur. Repeater bu sinyalleri alır, güçlendirir ve yeniden ileterek sinyalin daha uzaklara erişmesini sağlar.

— Repeater nasıl çalışır ? —

Alım:Repeater, zayıf bir sinyal alır ve bu sinyali analiz eder.

Güçlendirme:Alınan sinyali güçlendirir, bozulmaları ve kayıpları düzeltir.

Yeniden İletim:Güçlendirilmiş sinyali bir sonraki hedefe doğru iletir.

— Repeater Türleri —

Kablolu Repeater(Ethernet Repeater):Kablolu ağlarda sinyalin mesafesini artırmak için kullanılır.

Kablosuz Repeater (Wi-Fi Repeater):Kablosuz sinyalleri güçlendirerek geniş alanlarda Wi-Fi kapsama alanını

artırır.Özellikle ev veya ofis ortamlarında zayıf sinyal alanlarını kapsamak için kullanılır.

Optik Repeater:Fiber optik ağlarda ışık sinyallerini güçlendirerek uzun mesafelerde veri iletimi sağlar.

Ses ve Radyo Frekansı Repeater:Mobil şebekelerde ve radyo iletişiminde sinyal artırımı için kullanılır.

Repeater ve Diğer Ağ Cihazlarının Karşılaştırması

9)Sunucu

Sunucular, ağ üzerinde diğer cihazlara (istemciler) hizmet sağlamak için tasarlanmış güçlü bilgisayarlardır. Sunucular, yazılım ve donanım altyapısıyla ağdaki çeşitli işlemleri yönetir, verileri saklar, işleyişi düzenler ve kullanıcı taleplerini karşılar.

— Sunucuların Nasıl Çalışır? —

İstemci Talebi:İstemci (örneğin bir bilgisayar ya da mobil cihaz), bir hizmet talebi gönderir.

Sunucu İşlemi:Sunucu bu talebi alır, ilgili veritabanına veya dosya sistemine erişir ve gerekli işlemleri gerçekleştirir.

Yanıt Gönderimi:Sunucu, işlem sonucunu istemciye geri iletir (örneğin bir web sayfasını yükler).

— Sunucu Türleri —

Web Sunucusu:İnternet üzerinden web sitelerine erişimi sağlar.

Örnek Yazılımlar: Apache, Nginx, Microsoft IIS.

Veri Tabanı Sunucusu:Verilerin saklandığı, yönetildiği ve erişildiği merkezi bir sistemdir.

Örnek Yazılımlar: MySQL, PostgreSQL, Oracle Database.

E-posta Sunucusu:Kullanıcılar arasında e-posta gönderimi ve alımını yönetir.

Örnek Yazılımlar: Microsoft Exchange, Postfix, Zimbra.

Dosya Sunucusu:Kullanıcıların dosyaları merkezi bir konumdan paylaşmasını ve erişmesini sağlar.

Örnek Yazılımlar: Samba, Windows File Server.

Oyun Sunucusu:Çevrimiçi oyunların oynanabilmesi için oyun verilerini ve kullanıcı bağlantılarını yönetir.

DNS Sunucusu:Alan adlarını IP adreslerine çevirir.

Örnek: Google DNS (8.8.8.8), Cloudflare DNS.

Sanallaştırma Sunucusu:Sanal makinelerin çalışmasını sağlar.

Örnek Yazılımlar: VMware, Hyper-V, KVM.

Uygulama Sunucusu:Web uygulamalarını çalıştırmak için gerekli ortamı sağlar.

Örnek: Apache Tomcat, JBoss, WebLogic.

Sonuç

Ağlar, modern dünyanın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Kişisel kullanım, işletme süreçleri, eğitim ve sağlık gibi birçok alanda ağlar, bilgi paylaşımını, iletişimi ve iş süreçlerini kolaylaştırmaktadır. Bu bağlamda, ağ bileşenleri ve mimarileri, ağların verimli çalışması için kritik bir rol oynamaktadır.