CCNA Gün 48 - Wireless Fundamentals - Networkous

Bu Yazıda Wireless LAN (Wi-Fi) Nedir?, Radyo Frekansı (RF), Radyo Frekans Bantları (2.4 Ghz ve 5 GHz), Kanal Nedir?, Wi-Fi Standartları, Service Sets (IBSS, BSS, ESS, MBSS), Distribution System ve Wireless AP Çalışma Modları (Repeater, Workgroup Bridge, Outdoor Bridge) Hakkında Bilgi Edineceğiz.

İngilizce Terimler ile ilgili Notlar:

• Wireless = Kablosuz

• Collision = Çarpışma

• Channel = Kanal

• Amplitude = Genlik

• Frequency = Frekans

• Cycle = Devir

• Period = Periyot

• Wavelength = Dalga Boyu

• Electromagnetic Spectrum = Elektromanyetik Spektrum

• Visible Frequency Range = Görünür Frekans Aralığı

• Radio Frequency Range = Radyo Frekans Aralığı

• Band = Bant

• Benzersiz = Unique

• Radio = Radyo

Wireless Network (Wireless LAN)

• Wireless LAN Standartları IEEE 802.11'de Tanımlanmıştır.

• Wi-Fi Terimi, IEEE'ye Bağlı olmayan Wi-Fi Alliance Ticari Markasına Aittir.

• Wi-Fi Alliance, Cihazın 802.11 Standartlarına Uyumluluğu ve Diğer Cihazlarla Birlikte Çalışabilirliğini Test eder ve Onaylar.

• Wi-Fi Sertifikalı Cihazlar, Aşağıdaki Resimde olduğu gibi Bir İşaret Kullanır.

• Örnek: Cisco Kablosuz Erişim Noktası (Wireless Access Point) Arka Yüz Fotoğrafı:

• Wi-Fi, İnsanların 802.11 Wireless LAN'a Atıfta Bulunmak için Kullandığı Yaygın Bir Terim Haline Gelmiştir.

Wireless LAN'da Çözülmesi Gereken Sorunlar

1. Kablosuz Cihaz bir Frame Gönderdiğinde Menzil İçindeki Tüm Kablosuz Cihazlar Frame'i Alır.

Ethernet Switch, Yalnızca Amaçlanan Alıcıya Frame'i İletir. Switch Ayrıca Cihazların Full-Duplex Çalışmasına İzin Verir, Böylece Cihazlar Aynı Anda Frame Gönderip Alabilir ve Ağda Bir Sorun Olmadıkça Çarpışma Meydana Gelmez.

Ethernet Hub, Frame'i Aldığı Port Dışında Tüm Portlarından Gönderir (Flood) ve Birden Fazla Cihaz Aynı Anda Trafik Göndermeye Çalıştığında Çarpışma Meydana Gelebilir.

Ethernet Hub'a Bağlı Cihazlar gibi Kablosuz Cihaz Bir Frame Gönderdiğinde Menzil içindeki Tüm Kablosuz Cihazlar Bu Frame'i Alır.

Sinyal, Gönderici Cihazdan Yayılan Elektromanyetik Dalgalardan oluşur. Bu, Veri Gizlilliği Endişelerine ve Aynı Zamanda Aynı Kanalda İletişim Kurulduğunda Çarpışmaya Yol Açabilir.

LAN İçindeki Verilerin Gizliliği Daha Büyük Bir Endişe Kaynağıdır. Kablolu Ağlarda Genellikle LAN İçindeki Verileri Şifrelemeyiz, Yalnızca İnternet gibi Paylaşılan Bir Ağ Üzerinden Veri Gönderirken Şifreleriz (VPN). Wireless LAN'da Verileri Şifrelemek Çok Önemlidir, Aksi Taktirde Göndericinin Kapsama Alanında Bir Cihazı olan Herkes Bu Verilere Erişebilir.

Çarpışmaları Önlemek ve Half-Duplex İletişimi Kolaylaştırmak için CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) Kullanılır.

• CSMA/CD, Kablolu Ağlarda Çarpışmaları Algılamak ve Bunlardan Kurtulmak için Kullanılır.

• CSMA/CA, Kablosuz Ağlarda Çarpışmaları Algılamak ve Bunlardan Kurtulmak için Kullanılır.
• Gönderici Cihaz, Kanalın Boş olup olmadığını Kontrol Etmek için Dinler. Kanal Müsait Değilse Rastgele Bir Süre Bekleyecektir. Sonra Kanalı Tekrar Dinleyecektir, Kanal Bu Sefer Müsaitse Frame'i İletecektir.

2. Kablosuz İletişim, Çeşitli Uluslararası ve Ulusal Kuruluşlar Tarafından Düzenlenmektedir.

802.11 Standardı, Wireless LAN için Hangi Frekansların Kullanılabileceğini Tanımlar ve Cihazlar Bu Frekansları Kullanmak Üzere Tasarlanmıştır.

3. Kablosuz Sinyal Kapsama Alanı Dikkate Alınmalıdır.

• Signal Range

• Sinyalin Ne Kadar Uzağa Gidebileceğini Belirtir. Sinyalin Bozulmadan Ne Kadar Uzağa Gidebileceğini Etkileyen Birçok Faktör Vardır.

• Signal Absorption, Reflection, Refraction, Diffraction, Scattering

• Bunlar Kablosuz Sinyalin Kalitesini Etkiler. Ağ İçinde Wireless Access Point Konumlandırılmasını Planlarken Sinyalin Kalitesini Arttırmak için Bunların Hepsini Hesaba Katmanız Gerekir.
• Signal Absorption

• Absorption, Kablosuz Sinyal Bir Malzemeden Geçtiğinde ve Isıya Dönüştürülerek Orijinal Sinyali Zayıflattığında Gerçekleşir.

• Wireless Access Point Bir Sinyal Gönderiyor, Ancak Alıcı (Laptop) Duvarın Diğer Tarafındadır. Duvar, Sinyalin Bir Kısmını Emer ve Daha Zayıf Bir Sinyale Neden olur.

• Signal Reflection

• Reflection, Metal gibi Bir Malzemeden Sinyal Yansıdığında Meydana Gelir. Bu Nedenle Wi-Fi Asansörlerde Genellikle Daha Zayıftır, Çünkü Sinyal Metalden Yansır ve Asansöre Çok Az Nüfuz Eder.
• Örneğin Wireless AP ile Laptop Arasında Metal Bir Duvar Varsa Büyük olasılıkla Laptop, AP'den İyi Bir Sinyal Alamayacak, Çünkü Sinyalin Çoğu Duvardan Yansıyacaktır.

• Signal Refraction

• Refraction, Sinyalin Farklı Hızda Hareket Ettiği Bir Ortama Girerken Dalga Büküldüğünde Meydana Gelir. Örneğin Cam ve Su, Dalgaları Kırabilir.

• Berrak Bir Bardak Suya Pipet Koymayı Deneyin. Pipet Bükülmüş gibi Görünecektir. Bunun Nedeni Işık Dalgalarının Suda Havadakinden Farklı Bir Hızda Hareket Etmesidir.

• Signal Diffraction

• Diffraction, Sinyal Bir Engelle Karşılaştığında ve Onun Etrafında Dolaştığında Meydana Gelir. Bu Durum, Engelin Arkasında Kör Noktalara Neden olabilir.
• Örneğin Aşağı Resimdeki PC Bir Nesne Tarafından Engelleniyor ve Wireless AP'den Gelen Sinyaller Bir Dereceye Kadar Nesnenin Etrafında Dolaşıyor. PC Kör Noktada olduğundan AP'den Yeterli Sinyal Alamıyor.

• Signal Scattering

• Scattering, Bir Malzeme Sinyalin Her Yöne Saçılmasına Neden olduğunda Meydana Gelir. Toz, Duman, Düz olmayan Yüzeyler, vb. Buna Neden olabilir.
• Wireless AP'den Gelen Sinyal Aşağı Resimdeki Düz olmayan Yüzeye Çarptığında Sinyal Her Yöne Dağılır.

4. Farklı Kablosuz Ağlarda Aynı Kanalları Kullanan Cihazlar Parazite Neden olabilir. Örneğin Komşunuzun Evinde / Dairesinde Bulunan Kablosuz Ağdaki Kanal ile Aynı Kanalı Kullanıyorsanız Parazite Neden olabilir.

Radio Frequency (RF)

Gönderici Cihaz, Kablosuz Sinyal Göndermek için Antene Alternatif Akım Uygular.

• Bu, Dalgalar olarak Yayılan Elektromanyetik Alan Yaratır.

Elektromanyetik Dalgalar, Genlik ve Frekans gibi Birçok Yolla Ölçülebilir.

Genlik, Elektromanyetik Dalganın Maksimum Gücüdür.

Yukarı Resimdeki İki Dalga Farklı Genliklere Sahip olsa da Aynı Frekansa Sahiptirler.

Frekans, Belirli bir Zaman Birimindeki Devir Sayısını ölçer.

Frekansın En Yaygın Ölçümü Hertz'dir. Hertz, Bir Saniyedeki Devir Sayısıdır.

• Hz (Hertz) = Cycles Per Second.

• kHz (Kilohertz) = 1.000 Cycles Per Second.

• MHz (Megahertz) = 1.000.000 Cycles Per Second.

• GHz (Gigahertz) = 1.000.000.000 Cycles Per Second.

• THz (Terahertz) = 1.000.000.000.000 Cycles Per Second.

Ara Not: Birim Ön Eklerini Hatırlayalım / Tekrar Edelim.

Yukarı Resimdeki İki Dalga Aynı Genliğe Sahip olmasına Rağmen Kırmızı olanın Frekansı Daha Yüksek, Mavi olanın Frekansı Daha Düşüktür.

Aşağı Resimdeki Dalganın Frekansı Nedir?

Bir Saniyede 4 Devir Var, 4 Hertz, 4 Hz.

Periyot, Bir Devirdeki Zaman Miktarıdır.

• Frekans 4 Hz ise Periyot 0,25 saniyedir.

Dalga Boyu (Metre Cinsinden Ölçülür)

Görünür Frekans Aralığı, 400 Thz - 790 Thz (Frekans) ve 380 nm - 700 nm (Dalga Boyu)

Radyo Frekans Aralığı, 30 Hz ile 300 GHz Arasındadır ve Birçok Amaç için Kullanılır. Bu Linkten Radyo Frekans Aralığı (Radio Spectrum) Hakkında Daha Ayrıntılı Bilgiye Ulaşabilirsiniz. 

IEEE 802.11 Wireless LAN, Ultra High Frequency ve Super High Frequency Aralıklarının Bir Bölümünü Kullanır.

Radyo Frekans Bantları

Belirli bir Radyo Frekans Aralığına Bant denir.

Wi-Fi İki Bant Kullanır:

• 2.4 GHz

• 5 GHz

2.4 GHz Bant, Açık Alanda Daha Fazla Erişim Sağlar ve Duvarlar gibi Engellerin Daha İyi Nüfuz Edilmesini Sağlar.

Ancak Daha Fazla Cihaz 2.4 GHz Bant Kullanma Eğilimindedir. Bu Nedenle Parazit, 5 GHz Bandına Kıyasla Daha Büyük Bir Sorun olabilir. Modern Cihazlar Genellikle Her İkisini de Destekler ve Hangisini Kullanmak İstediğiniz Size Kalmış.

Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), 6 GHz Bant kullanır.

Channel

Her Bant Birden Fazla Kanala Bölünmüştür. Cihazlar, Bu Kanalların Birinde (veya daha fazlasında) Trafik İletmek ve Almak için Yapılandırılabilir.

2.4 GHz Bant, Her Biri 22 MHz Aralığına Sahip Birkaç Kanala Bölünmüştür (Direct-Sequence Spread Spectrum).

Bu Kanalların Önemli Bir yönü Örtüşmelerdir (Overlap). Örneğin Channel 1, 2401 MHz ile 2423 MHz Arasındadır ve 2, 3 ,4 ve 5 Kanalları ile Biraz Örtüşür.

Bitişik Wireless AP'ler Arasında Paraziti Önlemek için AP'leri Hangi Kanallar ile Yapılandıracağımızı Dikkatlice Seçmeliyiz.

Yalnızca Tek Bir AP'ye Sahip Küçük Bir Kablosuz Ağda Herhangi Bir Kanalı Kullanabilirsiniz. Çünkü Parazite Neden olabilecek Başka Bir AP Yoktur.

Birden Çok AP'ye Sahip Daha Büyük Bir Kablosuz Ağda Bitişik AP'lerin Örtüşen Kanallar Kullanmaması Önemlidir. Bu, Paraziti Önlemeye Yardımcı olur.

Örtüşen Kanalların Kullanılması, Performansın Düşmesine ve Daha Kötü Bir Kullanıcı Deneyimine Neden olur.

2.4 GHz Bandında 1, 6, 11 Kanallarının Kullanılması Tavsiye Edilir.

Kuzey Amerika Bölgesi Dışında Diğer Kombinasyonları da Kullanabilirsiniz, CCNA Sınavı için 1, 6, 11 Kombinasyonunu Hatırlayın.

5 GHz Bant, Örtüşük Olmayan (Non-Overlap) Kanallardan oluşur. Bu Nedenle Bitişik AP'ler Arasındaki Paraziti Önlemek Çok Daha Kolaydır.

Kanal 1, 6 ve 11'i (2,4 GHz) Kullanarak Parazit olmadan Bir Alanın Tam Kapsamını Sağlamak için Wireless AP'leri "Petek" Düzeninde Yerleştirebilirsiniz.

Geniş Bir Alanda Kablosuz Kapsama Alanı Sağlamanız Gerektiğinde Wireless AP'leri Bu Şekilde Yerleştirebilirsiniz.

802.11 Wireless LAN Standartları

Wi-Fi 4 (802.11n), High Throughput (HT) Wi-Fi olarak da Bilinir.

Wi-Fi 5 (802.11ac), Very High Throughput (VHT) Wi-Fi olarak da Bilinir.

802.11 Özellikli Cihazlar Bu Standartlardan Birini veya Bir Kısmını Destekleyebilir.

802.11 Standartları Kısaltma: bagnac-ax (Hatırlama Amaçlı).

Service Sets

802.11, Kablosuz Cihaz İçeren Grupları Service Set ile Tanımlar.

Service Set Çeşitleri:

• Independent

• Infrastructure

• Mesh

Service Set İçinde Bulunan Tüm Kablosuz Cihazlar Aynı SSID (Service Set Identifier) Değerine Sahiptir. SSID, İnsan Tarafından okunabilen Bir Addır, Service Set Tanımlar.

SSID, Benzersiz olmak Zorunda Değildir. Ancak Hangi Ağa Bağlanacağınızı Seçmek İstediğinizde Bakacağınız Şey Bu olduğundan Benzersiz SSID Yapılandırmak En İyisidir.

Örnek olarak Telefonumun Algılayabildiği SSID'ler:

IBSS (Independent)

• IBSS (Independent Basic Service Set), İki yada Daha Fazla Kablosuz Cihazın Wireless AP Kullanmadan Doğrudan Bağlandığı Ağdır. Ad Hoc olarak da Bilinir.

• Dosya Aktarımı için Kullanılabilir (Örnek: AirDrop).

• Birkaç Cihazın Ötesinde Ölçeklenebilir Değildirler ve Genellikle Dosya Aktarımları gibi Sınırlı Amaçlar için Kullanılırlar.

BSS (Infrastructure)

BSS (Basic Service Set), Kablosuz Cihazların Wireless AP Aracılığıyla Birbirine Bağlandığı Ağdır.

BSSID (Basic Service Set ID), Wireless AP'yi Benzersiz Şekilde Tanımlamak için Kullanılır. 

• Wireless AP'ler Aynı SSID Kullanabilir, Ancak Aynı BSSID Kullanamaz.

• BSSID, Wireless AP Radyosunun MAC Adresidir.

Wireless AP ile İlişkilendirilen Kablosuz Cihazlara Client veya Station Denir.

BSA (Basic Service Area), Wireless AP'nin Etrafındaki Kullanılabilir Sinyal Alanını Tanımlar.

• BSS, Wireless AP Aracılığıyla Kablosuz olarak Bağlanan Bir Grup Cihazdır.

• BSA, Kablosuz Cihazların Wireless AP ile İlişki Kurabileceği Fiziksel Alanı İfade Eder.

Kablosuz Cihazlar Doğrudan Birbirleri ile İletişim Kuramazlar, Wireless AP Aracılığı ile İletişim Kurmaları Gerekir.

ESS (Infrastructure)

ESS (Extended Service Set), Daha Büyük Kapsama Alanı oluşturmak Amacıyla Birden Fazla BSS / Wireless AP Kullanarak Wireless LAN oluşturmak için Kullanılır.

Yukarıdaki Resimde BSS1 ve BSS2 olmak üzere İki BSS olduğuna Dikkat Edin, Bunlar Birlikte Bir ESS oluşturur. Wireless AP'ler, Kablolu Ağ ile Birbirine Bağlanır. Yukarıdaki Resimde BSS1 ve BSS2 Wireless AP'nin Switch ile Nasıl Bağlandığına Dikkat Edin.

• Her BSS Aynı SSID'yi Kullanır. Bu Durumda SSID: Jeremy's Wi-Fi Kullanılıyor.

• Her BSS'nin Benzersiz Bir BSSID'si Vardır.

• Her BSS, Paraziti Önlemek için Farklı Bir Kanal Kullanır. BSS1 için 2.4 GHz Channel 1 ve BSS2 için 2.4 GHz Channel 6 Kullanıldığına Dikkat Edin.

Kablosuz Cihazlar Yeniden Bağlanmaya Gerek Kalmadan Wireless AP'ler Arasında Geçiş Yapabilir, Bu da Kusursuz Bir Wi-Fi Deneyimi Sağlar.

• ESS'de İki Wireless AP Arasında Hareket Ettiğinizde Buna Roaming denir.

BSA'lar Arasında Yaklaşık %10-15 Miktarda Örtüşme (Overlap) olmalıdır. Aksi Takdirde Wireless AP'ler Arasında Hareket Ederken Bağlantı Kaybolabilir. Yukarıdaki Resimde BBS1 ve BSS2'nin bir miktar Örtüştüğüne dikkat edin.

MBSS (Mesh)

MBSS (Mesh Basic Service Set), Her Bir Wireless AP'nin Switch'e Kablolu Bağlantı Yapmasının Zor olduğu Durumlarda Kullanılır.

Mesh Wireless AP, İki Radyo Kullanır; Biri Kablosuz Cihazların Ağa Bağlanması için (BSS). Diğeri Trafiği AP'den AP'ye Köprüleyen Mesh Ağı (Backhaul Network) oluşturmak için.

Örneğin Aşağı Resimdeki PC İnternete Trafik Göndermek İsterse Trafiği En Yakın AP'ye Gönderir ve Trafik AP'den AP'ye Mesh Ağı Üzerinden Switch'e Köprülenir.

Örneklerden Görebileceğiniz Üzere Kablolu Ağa En Az Bir Wireless AP Bağlı olmalıdır ve Buna RAP (Root Access Point) Denir. Diğer Wireless AP'lere ise MAP (Mesh Access Point) Adı Verilir.

Bir Hedefe Giden En İyi Yolu Belirlemek için Dinamik Yönlendirme Protokollerinin Kullanılmasına Benzer Şekilde Trafiğin Mesh Ağı Üzerinden Geçmesi Gereken Yolu Belirlemek için Bir Protokol Kullanılır.

Distribution System

Kablosuz Ağların Çoğu Bağımsız Değildir.

Genellikle Kablosuz Ağ, Kablosuz Cihazların Kablolu Ağ Altyapısına Bağlanabilmesinin Bir Yoludur.

Kablosuz Cihazların Kablolu Ağ Altyapısına Bağlanabilmesi için Wireless AP İki Ortam Arasında Çeviri Yapar.

Kablosuz Ağın Bağlı olduğu Kablolu Ağa DS (Distrubution System) Adı Verilir. Her BSS veya ESS, Kablolu Ağdaki Bir VLAN'a Eşlenir.

Örnek

SSID: Jeremy's Wi-Fi, Distrubiton System olan Kablolu Ağ Üzerinde VLAN 10'a Çevrilir. VLAN 10'daki Kablolu Hostlar ile Jeremy's Wi-Fi'deki Kablosuz Hostlar Birbirleri ile İletişim Kurabilir.

Wireless AP'nin Her Biri Benzersiz SSID'ye Sahip Birden Fazla Wireless LAN Sağlaması da Mümkündür. Bu Durum, Switch'in Tek bir Fiziksel Kablolu Ağı Birden Çok VLAN'a Bölmesi ile Aynıdır. 

Her Wireless LAN, Ayrı Bir VLAN ile Eşleştirilir ve Bir Trunk Port Üzerinden Kablolu Ağa Bağlanır.

Örnek

Yukarıdaki Resimde Benzersiz SSID'ye Sahip iki Wireless LAN Var, Jeremy's Wi-Fi ve Guest Wi-Fi. Jeremy's Wi-Fi VLAN 10, Guest Wi-Fi VLAN 11 ile Eşlenmiştir ve Wireless AP, Hem VLAN 10 Hem de VLAN 11'e İzin Veren Trunk Port Aracılığı ile Switch'e (Kablolu Ağ - Distribution System) Bağlanmıştır.

Additional AP Operational Modes

Repeater

Repeater Modundaki AP, BSS'nin Menzilini Genişletmek için Kullanılabilir.

Repeater, AP'den Aldığı Herhangi Sinyali Basitçe Yeniden İletecek ve BSS Kapsama Alanını Genişletecektir.

• Tek Radyoya Sahip Repeater, Wireless AP ile Aynı Kanalda Çalışmalıdır. Ancak Bu, Kanaldaki Genel Verimi %50 Oranında Azaltır. Çünkü Repeater, AP'nin Sinyallerini Aynı Kanalı Kullanarak Ona Geri Göndererek Kanalı Meşgul Tutacaktır.

• İki Radyoya Sahip Repeater, Tek Radyoya Sahip Repeater'ın Zayıflığını Giderir, Çünkü Bir Kanaldan Alıp Başka Bir Kanaldan Yeniden İletebilir.

Workgroup Bridge (WGB)

Workgroup Bridge (WGB), Başka Bir Wireless AP'nin Kablosuz Client'i olarak Çalışır ve Kablolu Cihazları Kablosuz Ağa Bağlamak için Kullanılabilir.

Örnek

PC1'in Bir Masaüstü PC olduğunu ve Kablosuz Ağa Bağlanamadığını Düşünelim. Ayrıca Masaüstü PC'nin SW1'e Kablolu Bir Bağlantı Erişimi de Yoktur.

PC1'in WGB ile Kablolu Bağlantısı Vardır (WGB'nin Wireless AP ile Kablosuz Bağlantısı Vardır).

Özet olarak Kablosuz Bağlantıları Desteklemeyen Client'in, WGB olarak Çalışan Wireless AP'ye Kablo Bağlantısı Aracılığıyla Kablosuz Ağa Bağlanmasını Sağlayan Bir Çözümdür.

Outdoor Bridge

Outdoor Bridge, Ağları Fiziksel Bir Kablo olmadan Uzun Mesafeler Boyunca Bağlamak için Kullanılabilir.

Wireless AP'ler Sinyal Gücünün Çoğunu Tek Yönde Odaklayan Özel Antenler Kullanacak ve Bu, Kablosuz Bağlantının Normalde Mümkün olandan Daha Uzun Mesafelerde Yapılmasına olanak Tanıyacaktır.

Bağlantı, Yukarı Şemadaki gibi Point-to-Point olabilir, Sadece İki Site Bağlanır veya Birden Çok Sitenin Tek Bir Merkezi Siteye Bağlandığı Hub-and-Spoke Topolojisi (Point-to-Multipoint) de olabilir.

Wireless Fundamentals Özet

Quizs

Cevaplar (Sırası ile):

• b
• a -> 802.11'de Kablolu Ağa Distribution System Denir ve Wireless AP'nin Ana Rolü Kablosuz Cihazları Kablolu Ağa Bağlamaktır.
• a, d
• b, c
• b

ANKI

Okuduğunuz için teşekkürler.