Internet Protocol (IP): Kavramlar ve İletişim Türleri

İnternetteki cihazların birbiriyle iletişim kurmasını sağlayan en temel teknoloji, Internet Protocol (IP) olarak bilinir. IP, veri iletiminin temel taşlarından biri olup cihazların ağlar üzerinde doğru bir şekilde adreslenmesini ve iletişim kurmasını mümkün kılar.

IP’nin Temel Tanımı ve İşlevi

Internet Protocol (IP), internet üzerindeki cihazların birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan temel bir protokoldür. IP adresi, bu protokolün bir parçası olarak, her cihazın internette benzersiz bir kimliğe sahip olmasını sağlar.

IP Adresi Nedir ?

IP (Internet Protocol) adresi, bir cihazın bir ağ üzerindeki benzersiz kimliğidir. Bu adres, cihazların birbirleriyle iletişim kurabilmesi için kullanılır ve her cihazın internete bağlanabilmesi için gereklidir.

IP adresleri nasıl çalışır?

Cihazınız, internete dolaylı olarak bağlanır. İlk önce internete bağlı bir ağa bağlanır, ardından bu ağ cihazınıza internet erişimi sağlar.
Evde olduğunuzda bu ağ genelde İnternet Servis Sağlayıcınızdır (ISP). İş yerinde ise şirket ağınız olacaktır.
ISP’niz tarafından size bir IP adresi atanır.
Internet etkinliğiniz ISP’den geçer ve ISP de IP adresinizi kullanarak bunu size geri yönlendirir.
Ancak IP adresiniz değişebilir.Örneğin modeminizi veya yönlendiricinizi açıp kapatmak IP adresini değiştirebilir.
Dışarıdayken cihazınızı yanınıza aldığınızda, evdeki IP adresiniz sizinle birlikte gelmez. Bunun nedeni, internete erişmek için farklı bir ağ (otel, havaalanı, kafe vb.) kullanmanız ve bu ağın ISP’si tarafından size farklı ve geçici bir IP adresi atanmasıdır.

IP paketi nedir?

Bu paket, veriyi taşıyan bir kapsül gibi düşünülebilir ve belirli bir yapıya sahiptir.IP paketleri, yola çıkmadan önce her veri paketine bir IP header eklenerek oluşturulur. Bir IP headeri yalnızca bir dizi bittir ve gönderen ile alan IP adresi de dahil olmak üzere paket hakkında çeşitli bilgi parçalarını barındırır.

IP Header’ın Yapısı

IP header, bir IP paketinin başlık kısmıdır.Başlık, verinin yönlendiriciler tarafından doğru şekilde işlenebilmesi için gerekli olan bilgileri sağlar.

IPv4 başlığı, 20 byte (160 bit) uzunluğundadır ve şu alanları içerir:

Version (Sürüm):Bu alan, kullanılan IP protokolü sürümünü belirtir. IPv4 için bu değer 4, IPv6 için ise 6‘dır.

IHL (Internet Header Length):Başlığın uzunluğunu belirtir. Bu, başlığın 32-bitlik kelimeler cinsinden uzunluğunu ifade eder.Bu alan için minimum değer 5, maksimum değer ise 15’tir.

Type of Service (ToS) / Differentiated Services Field (DSCP):Bu alan, paketlerin iletimde hangi önceliğe sahip olacağını belirtir. Ağdaki farklı servislerin (örneğin, sesli aramalar, video akışı) öncelikli taşınmasını sağlamak için kullanılır.

Total Length (Toplam Uzunluk):Bu alan, IP paketinin tamamının uzunluğunu belirtir (hem başlık hem de veri kısmı dahil).Minimum değeri 20 bayt maksimum değeri 65,535 bayttır.

Identification:Paketlerin parçalara bölünmesi durumunda, bu alan her bir parça için aynı identification değerini içerir. Bu, parçaların birleştirilmesi sırasında hangi paketlerin birleştirileceğini belirler.

Flags:Bu alan, paketlerin bölünüp bölünmeyeceğini belirler.

Bit 0: Rezerve (Her zaman sıfır olmalı).
Bit 1: Don’t Fragment (DF) bayrağı, paketin parçalanmaması gerektiğini belirtir.
Bit 2: More Fragments (MF) bayrağı, paketin daha fazla parçası olduğunu belirtir.

Fragment Offset:Eğer paketler parçalara ayrılmışsa, bu alan, verinin hangi kısmının alındığını belirtir. Parçaların doğru sıralanmasını sağlar.

Time to Live (TTL):Paketlerin ağda ne kadar süreyle (yani, kaç yönlendiriciden geçeceğini) geçeceğini belirtir. TTL değeri her yönlendiricide 1 azalır. TTL sıfıra düştüğünde paket yok edilir. Bu alan, bir paketin sonsuz bir döngüye girmesini engellemeye yardımcı olur.

Protocol (Protokol):Hangi üst düzey protokolün kullanıldığını belirtir (örneğin, TCP, UDP, ICMP). Bu, verinin doğru şekilde işlenmesi için önemlidir.

6: TCP
17: UDP
1: ICMP

Header Checksum (Başlık Hata Kontrolü):Başlığın bütünlüğünü kontrol etmek için kullanılan hata kontrolü bilgisi. Bu alan, başlıkta bir hata olup olmadığını belirlemek için her yönlendirici tarafından kontrol edilir.

Source IP Address (Kaynak IP Adresi):Veriyi gönderen cihazın IP adresi.

Destination IP Address:Veriyi alacak cihazın IP adresi.

Options:Bu alan, bazı özel işlemler için ek bilgiler içerir. Örneğin, zaman damgası, güvenlik ve ağ tanımlama gibi seçenekler bulunabilir. Bu alan isteğe bağlıdır ve her zaman bulunmayabilir.

Padding:Başlığın tam 32-bitlik uzunlukta olması için gerekirse eklenen boş bitler.

IP Adresi Dağıtımı

IP adresleri rastgele değildir; Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) Türkçesi ile Internet Tahsisli İsimler ve Numaralar Kurumu’nun bir birimi olan Internet Assigned Numbers Authority (IANA) yine Türkçesi ile İnternet Tahsisli Numaralar Kurumu tarafından matematiksel olarak üretilir ve atanırlar. IANA, bu adresleri Regional Internet Registries (RIR) Türkçesi ile Bölgesel İnternet Kayıt Merkezleri aracılığıyla belirli bölgelere dağıtır ve bu adresler daha sonra Internet Service Providers (ISP) yine Türkçesi ile İnternet Servis Sağlayıcıları aracılığıyla kullanıcılara tahsis edilir.(Örneğin ülkemizde:Türk Telekom,Vodafone,Türksat Kablo vb.)

IP Adresi Türleri

IPv4 (Internet Protocol version 4):

32 bitlik bir adresleme sistemine sahiptir. Dört dizi sayı olarak gösterilir, her biri 0 ile 255 arasında bir değere sahiptir. (Örneğin, 192.168.1.1).

Yaklaşık 4.3 milyar benzersiz adres sunar.İnternetin ilk yıllarından beri yaygın olarak kullanılır, ancak adreslerin tükenmesi nedeniyle yerini yavaş yavaş IPv6’ya bırakmaktadır.

IPv6 (Internet Protocol version 6):

128 bitlik bir adresleme sistemine sahiptir.Sekiz grup halinde onaltılık (hexadecimal) sayı olarak gösterilir. (Örneğin,2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334).

Çok daha geniş bir adres alanı sağlar, trilyonlarca benzersiz adres sunar.IPv4 adreslerinin tükenmesi nedeniyle geliştirilmiştir ve daha fazla cihazın internete bağlanabilmesini sağlar. Ayrıca, daha iyi güvenlik ve performans özellikleri sunar.

Diğer IP Adresi Türleri

IP adresleri ayrıca farklı amaçlar için sınıflandırılabilir:

Özel(Private) IP Adresleri: Yerel ağlarda kullanılır ve internete doğrudan erişim sağlamaz.Ev veya ofis ağlarında, cihazlar arasındaki iletişimi sağlamak için kullanılır.

Şu aralıklardaki IP adresleri Private IP adresleri olarak geçer:

10.0.0.0–10.255.255.255
172.16.0.0–172.31.255.255192.168.0.0–192.168.255.255

Genel(Public) IP Adresleri:İnternete doğrudan erişim sağlar ve dünya genelinde benzersizdir.İnternet Servis Sağlayıcısı (ISP) tarafından atanır.Internet üzerinde herkese açık hizmet sağlayan sistemlerde kullanılabilir.

Statik/Sabit(Static) IP Adresleri: Değişmeyen sabit IP adresleridir. yapılandırılabilir.Sabit ve kesintisiz erişim gerektiren,uzaktan erişim ve sunucu hizmetleri için idealdir ancak daha pahalıdır.

Dinamik(Dynamic) IP Adresleri: DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) tarafından otomatik olarak atanır ve belirli aralıklarla değişir. IP adresiniz adres havuzundan çıkarılır ve size atanır. Birkaç gün, hafta veya bazen aylar sonra, bu numara havuza geri döndürülür ve yeni bir numara verilir.

Loopback IP Adresi: Loopback adresi, genellikle 127.0.0.1 olarak bilinir.Bu,bilgisayarın kendisini ifade eden IP adresidir.Ağ testleri, uygulama geliştirme, güvenlik duvarı testleri, yerel sunucu erişimi gibi birçok alanlarda kullanılabilir.Örneğin,bilgisayarınızda bir web servisi çalıştırıyorsanız ve çalışırlığından emin olmak istiyorsanız browser’a http://127.0.0.1 yazarak kontrol edebilirsiniz.

Link-Local Adres:169.254.0.0–169.254.255.255 adres aralığıdır.Eğer bir cihaz, bir ağda IP adresi almak için bir DHCP sunucusuna bağlanmaya çalışır ancak bağlantı kuramazsa (örneğin, DHCP sunucusu yoksa veya geçici bir ağ arızası varsa), cihaz otomatik olarak 169.254.x.x aralığından bir IP adresi seçer ve bu adres ile iletişim kurmaya çalışır. Bu durum Auto-IP veya APIPA (Automatic Private IP Addressing) olarak bilinir.

IP Adresinin Yapısı

IP adresleri, Network ID ve Host ID bileşenlerinden oluşur. Bu bileşenler, IP adresinin hangi kısmının ağı, hangi kısmının cihazı tanımladığını belirler.

Network ID (Ağ Kimliği): Network’ün kendine ait ID’sidir. Bu ID, cihazların hangi ağda olduğunu belirtir. Aynı ağda olan cihazların Network ID’leri aynı olmak zorundadır.

Host ID (Cihaz Kimliği): Cihazın, ağda kendisini tanımlayan ID’dir.Aynı ağda olan cihazların Host ID’leri farklı olmak zorundadır.Host ID’leri minimum 0 ; maksimum 254 olabilir.(1 tanesi ağ adresi, diğeri yayın adresi için ayrılır.)