CCNA Gün 3 - OSI ve TCP/IP - Networkous

Bu yazıda OSI ve TCP/IP olmak üzere iki ağ modeli hakkında bilgi edineceğiz.

Ağ Modeli Nedir?

Ağ Modeli (Network Model), Ağ Protokolleri ve Standartlarını bir yapı içinde sınıflandırır ve tanımlar.

Ağ Protokolü (Network Protocol), ağ cihazlarının ve yazılımların nasıl çalışması gerektiğini tanımlayan bir dizi mantıksal kuralı içerir.

OSI Modeli

• OSI Modeli, ağ iletişimini standartlaştırmaya yönelik bir girişimdir. Ağdaki farklı işlevleri kategorize eden ve standartlaştıran kavramsal bir modeldir. Bugün gerçekten kullanılmasa da, ağ mühendislerinin ağ oluşturma hakkında nasıl düşündükleri üzerinde büyük bir etkisi oldu ve bugün hala buna atıfta bulunuyoruz.

• OSI Açılımı: Open Systems Interconnection. Open, Endüstri Standardı anlamına gelir.

• ISO (International Organization for Standardization) tarafından oluşturulmuştur.

Ağ işlevleri 7 katmana ayrılmıştır.

Bu katmanlar, ağın çalışmasını sağlamak için birlikte çalışır.

Application Layer

• Bu katman son kullanıcıya en yakın katmandır.

• Application Layer, web tarayıcısı gibi iletişim bileşenlerine sahip yazılım uygulamaları ile etkileşime girer.

• HTTP ve HTTPS, Layer 7 protokolleridir (Örnek: https://www.cisco.com). Application Layer'ın, Chrome veya Firefox gibi uygulamanın kendisini içermediğini, bunun yerine HTTP veya HTTPS gibi uygulamayla etkileşime giren protokolleri içerdiğini unutmayın.

• Layer 7 İşlevleri:

• İletişim ortaklarını belirlemek.

• İletişimi senkronize etmek.

• Application Layer, Process-to-Process iletişim sağlar.

Yukarıdaki resimde birbiri ile iletişim kuracak Hostları temsil eden iki adet OSI Modeli var. Yazılım uygulaması, belki bir web tarayıcısı, Application Layer ile etkileşime girer ve sağdaki sisteme bazı veriler göndermek ister.

OSI Modeli aracılığıyla her katmanda orijinal veriye katmana özel bilgiler eklenir. Buna Encapsulation denir. Çünkü orijinal veri, katmanlardan eklenen bu ek bilgiler içinde kapsüllenir.

Veri Physical Layer'a ulaştığında kablo üzerinden elektrik sinyalleri (başka bir tür kablo da olabilir) ile komşu sisteme gönderilir. Daha sonra komşu sistem tersi işlemler gerçekleştirir, veriler komşu sistemin Application Layer'ına ulaşana kadar her katmanda eklenen veriler çıkartılır. Veriler OSI Modelde işlenirken çıkartıldığı için bu işleme De-Encapsulation denir.

Encapsulation ve De-Encapsulation, OSI Modelinin farklı katmanları arasındaki etkileşim olan Adjacent-Layer Interaction örnekleridir.

Ancak 2 farklı OSI Modelin aynı katmanları arasındaki iletişime Same Layer Interaction denir.

Same Layer Interaction, Application Layer'ın iletişim ortaklarını belirleme, iletişimleri senkronize etme, vb. işlevlerini yerine getirmesine izin verir.

Presentation Layer

• Uygulamadaki veriler, uygulamaların anladığı bir formattadır. Ağ üzerinden gönderilebilmesi için farklı bir biçime çevrilmesi gerekir.

• Presentation Layer'ın işi, uygulama ve ağ formatları arasında çeviri yapmaktır. Örneğin, gönderilen verilerin şifrelenmesi (Encryption) ve alınan verilerin şifresinin çözülmesi (Decryption). Böylece veri, yalnızca hedeflenen alıcı tarafından okunabilir.

• Presensation Layer, verilerin alıcı Hostun anlayabileceği bir biçimde olmasını sağlamak için farklı Application Layer formatları arasında da çeviri yapar.

Özetlemek gerekirse, Presentation Layer, verileri uygun biçime çevirir.

Session Layer

• Session Layer, iletişim kuran Hostlar arasındaki Session olarak bilinen iletişimleri kontrol eder.

• Yerel Uygulama (örneğin web tarayıcınız) ve Uzak Uygulama (örneğin YouTube) arasında bağlantılar kurar, yönetir ve sonlandırır. YouTube sunucuları her an sayısız kişi tarafından kullanılıyor ve tüm bu oturumları yönetmenin bir yolu olmalı. Session Layer'ın amacı da budur.

Application, Presentation, Session Layer'ların işlevlerinin ne olduğunu bilmek önemlidir, ancak ağ mühendisleri OSI Modelinin bu katmanlarıyla gerçekten çalışmaz. Bu uygulama geliştiricilerin işidir. Uygulama geliştiricileri, uygulamalarını ağlar üzerinden bağlamak için OSI Modelinin en üst katmanlarıyla çalışır.

Üstteki 3 katmanda (7,6,5) hazırlanan veriler daha sonra ağ üzerinden gönderme işini yapan alttaki 4 katmana gönderilir.

Bundan sonraki aşama, Transport Layer'da (Layer 4) verinin önüne bir Başlık (Header) eklenmesidir.

Transport Layer (Layer 4)

• Hostlar arasındaki iletişim için verileri Segment'lere ayırır ve yeniden birleştirir. Büyük veri parçalarını ağ üzerinden kolayca gönderebilmek ve hatalar meydana geldiğinde iletim sorunlarını en az indirmek için veri daha küçük parçalara (Segment) bölünür. Örneğin, veriler Segmentlere ayrılmamışsa ve bir video izlemeye çalışıyorsanız, videonun PC'ye ulaşmasını engelleyen bir hata meydana gelirse videoyu hiç izleyemezsiniz. Ancak veriler birçok küçük Segmente bölünürse ve yalnızca biri hedefe ulaşamazsa, bu büyük bir sorun değildir. Video bir saniye durabilir, ancak daha sonra gayet iyi devam edecektir.

• Transport Layer, Host-to-Host iletişim sağlar.

Veri üst 3 katman tarafından hazırlanır, Layer 4 verinin önüne başlık ekler. Sürecin bu noktasında, Data + Layer 4 Header = Segment denir.

Unutmayın, gönderilen veri yeterince büyükse, aslında daha küçük parçalara bölünecek ve her parçaya (Segmente) Layer 4 Başlığı eklenecektir. Daha sonra bu Segment Layer 3'e aktarılır ve Segmente aşağıdaki gibi bir Başlık daha eklenir.

Network Layer (Layer 3)

• Farklı ağlardaki Hostlar arasında iletişim sağlar.

• Mantıksal Adresleme (IP Adresleri) sağlar.

• Kaynak ve hedef arasında yol seçimi sağlar. İnternet gibi büyük bir ağ üzerinden, verilerin hedefine ulaşmak için izleyebileceği birçok olası yol vardır. Layer 3, en iyi yolu seçmenin araçlarını sağlar.

• Router, Layer 3'de çalışır.

• Data + Layer 4 Header + Layer 3 Header = Packet

Packet daha sonra, bu sefer hem Layer 2 Header, hem de Layer 2 Trailer ile kapsüllenir.

Data Link Layer (Layer 2)

• Node-to-Node iletişim sağlar (Örnekler: PC <-> Switch, Switch <-> Router, Router <-> Router, ..).

• Layer 2, Layer 1 ile bitişik olduğu için verilerin Bakır UTP Kabloları gibi fiziksel bir ortam üzerinden iletilmesi için nasıl biçimlendirildiğini tanımlar.

• Physical Layer Hatalarını algılar ve muhtemelen düzeltir.

• Layer 3 Adreslemeden farklı olarak Layer 2 Adresleme (MAC Adresleri) kullanır.

• Switch, Layer 2'de çalışır.

• Data + Layer 4 Header + Layer 3 Header + Layer 2 Header + Layer 2 Trailer = Frame

Veriler, Layer 1'de daha fazla kapsüllenmez. Bu Frame daha sonra, bir kablo üzerinden elektrik sinyalleri veya ışık sinyalleri veya Wi-Fi durumunda kablosuz sinyaller ile bağlantı üzerinden komşu sisteme gönderilir.

Physical Layer (Layer 1)

• Physical Layer, cihazlar arasında veri aktarımı için kullanılan ortamın fiziksel özelliklerini tanımlar. Örnek olarak maksimum kablo uzunlukları, voltaj seviyeleri, fiziksel konnektörler, kablo özellikleri, vb.

• Dijital Bitler, kablolu bağlantılar için elektrik, Fiber-Optik bağlantılar için ışık veya kablosuz bağlantılar için radyo sinyallerine dönüştürülür.

• Fiziksel ortamdan hedefe iletilen veride, ters işlemler uygulanır (De-Encapsulation).

PDU (Protocol Data Unit)

TCP/IP Suite

• DARPA tarafından geliştirilmiştir.

• OSI Modeline benzer bir yapıya sahiptir, ancak daha az katmana sahiptir.

• Bu model, aslında modern ağlarda kullanılan modeldir, OSI değildir.

• OSI Modelinin ağ mühendislerinin ağlar hakkında nasıl düşündüklerini ve konuştuklarını etkilediğine dikkat edin, bu yüzden OSI Modelini öğrenmenin önemli olduğunu unutmayın.

• Ağlar arasında konuşurken OSI Modelini referans alırız, örneğin ağda Layer 4 sorunu var derseniz, OSI Modelinin 4. Katmanı olan Transport Layer kastedilir.

OSI vs. TCP/IP

TCP/IP Katmanları için kullanılan farklı adlar duyabiliriz. Örnek olarak TCP/IP 1. katmanı Network Access olarak da tanımlanabilir.

Yukarıdaki resimde Host A'dan Host B'ye olan iletişim görülmektedir. 

Process-to-Process ve Host-to-Host iletişim, Same Layer Interaction'a bir örnektir.

Same Layer Interaction; farklı Hostlar arasında aynı katman arasındaki etkileşimi ifade eder. Same Layer interaction, diğer katmanları görmezden gelmenize ve farklı cihazlarda tek bir katman arasındaki etkileşimlere odaklanmanıza olanak tanır. 

HostA'daki Application-Transport Layer etkileşimi (Encapsulation veya De-Encapsulation), Adjasent Layer Interaction'a örnektir. Adjasent Layer Interaction; OSI Modelinin farklı katmanları arasındaki etkileşimi ifade eder.

Quiz 1

Quiz 2

Quiz 3

Quiz 4

Quiz 5

Cevaplar (Sırası İle): b, c, a, d, c

LAB - ANKI

LAB ile İlgili Ekstra Notlar:

• PC'de Yapılandırılan IP Adres gibi Bilgileri Silme / Bırakma Komutu: ipconfig /release
• PC'nin Yeniden IP Adres gibi Bilgileri İstemesi (DHCP): ipconfig /renew
  

Okuduğunuz için teşekkürler, herkese iyi çalışmalar.