İnternet protokolü kısaca IP olarak bilinir.  Protokol kelimesini bir bilgisayar terimi olarak değil de normal Türkçe bir kelime olarak kullansak, iki kişinin veya iki varlığın birbirileri ile iletişim kurabilmeleri için önceden tanımlanmış kurallar zinciridir şeklinde ifade edebiliriz.

Örneğin Merhaba denildiğinde “merhaba” denilmesi bir protokoldür.

Bilgisayarların birbiri ile anlaşması içinde protokol tasarımları vardır. IP de bunlardan birisidir. Bilgisayarlar birbirleri ile iletişim kurabilmek ve veri alışverişi sağlamak için IP adresi denilen numaralara sahip olurlar.

Protokol tasarımları kısmı, internetin yazılım kısmı ile alakalı olduğundan konumuza alt başlıklardan yola çıkarak devam edelim.

 

İnternet Nelerden Oluşur?

 

Herkesin zaman zaman aklına “İnternet Nelerden Oluşur?”  sorusu gelmiştir muhakkak. İnternetin bir donanım bir de yazılım kısmı vardır.

İnternetin donanım kısmında;  router lar, modemler, accesspointler vs. bir çok aygıt var. İnternetin Yazılım kısmında ise bağlanmamıza yarayan protokol tasarımları bulunuyor. IP de bu protokol tasarımlarından biri.

 

İnternet Nelerden Oluşur? - ElektroYazılım

 

Bu protokol tasarımlarının dışında çok sayıda da yazılım bulunmaktadır. Örneğin verilerinizi sıkıştırarak göndermek istiyorsunuz. Bu protokollerin içine bunu yapmanızı sağlayan yazılımlar, programlar ve uygulamalar eklenebiliyor.

Mesela interneti gezebilmeniz için bir yazılımın bulunması ve bu talebinizi cevaplayan bir web sunucunun bulunması, bunların hepsi işin yazılım kısmıyla alakalıdır.

Web sunucusu nedir ? (hosts)  gibi bir soru aklınıza takılmışsa web kavramları adlı mini makalemizi okuyabilirsiniz.

 

İnternet Donanımı

 

İnternet donanımı ile ilgili anlatımımızı görsel bir örnekle açıklayalım.

Örneğin aşağıdaki resim hakkında konuşalım. Resmimiz genel olarak internetin donanımsal yapısını göstermektedir.

Resme baktığımızda resmin sol tarafında yer alan küçük turuncu kutucuklar bizim bilgisayar yada cep telefonları gibi internete bağlanan cihazları temsil ediyor.

Biraz daha sağa geldiğimizde mor dikdörtgen kutucuklar ise bizim bilgisayarların bağlı olduğu modemleri gösteriyor.

Büyük mavi kutucuklar ise routerlar, bridgeler ya da switchler gibi bağlantı noktalarını ayarlayan cihazları gösteriyor. Bu mavili cihazlar birbirlerine bağlılar ve internetin ana omurgasını oluşturuyor.

 

İnternet Donanımı Şematik Yapısı

 

Bu görseli incelediğinizde, internetin ana yapısını farketmiş olmalısınız.

Resimde de görüldüğü gibi herhangi bir bilgisayarın internet bağlantısı kopmuş olsa dahi veriler alternatif yollarla ilerlemeye devam etmektedir.Bu internetin merkezi olmayan dağıtık yapısından kaynaklanmaktadır. Ayrıntılar için İnternet Nedir ? Tarihi ve Bileşenleri adlı makalemizi okuyabilirsiniz.

İnternet merkezi bir sistem değildir. Dağıtık bir yapısı vardır. Bu sebeple bir merkezi ya da birden fazla merkezi yoktur. Her bilgisayarın kendisi bir merkezmiş gibi davranacağı bir yapıya sahiptir.

Resmi incelemeye devam edelim.

Örneğin sol tarafta yer alan mor yapılar üzerine konuşalım:

Bunlar arasında tek bağlantılı (sol alttaki )  ve birden fazla bağlantılı (sol üstteki mor)  olanlar mevcut. Tek bağlantılı olanların mavili router ile bağlantısı koptuğunda o turunculu modeme bağlı olan tüm bilgisayarların bağlantısı kopacaktır.

İki veya daha fazla bağlantılı olan modemlerde ise bir bağlantı kopsa da diğerlerinden veri erişimi sağlanacaktır. (IP Protokolüne göre)

 

İnternet Yazılımı

 

İnternet yazılımı katmanlar kullanılarak tasarlanmıştır. Katmanların ayrıntısına girmeden Fiziksel Katman, Bağlantı Katmanı (Link Layer) ve Ağ Katmanı (Network Layer) ‘ndan bahsedeceğiz.

 
Fiziksel Katman
 

En altta bir fiziksel katman bulunur.

Bu katman verileri, elektrik sinyallerine dönüştüren katmandır.  Sadece elektrik sinyaline değil fiber optikse optik sinyallere, radyo sinyali ise radyo sinyallerine dönüştüren katmandır fiziksel katman.

 
Bağlantı Katmanı (Link Layer)
 

Fiziksel katmanın hemen üzerinde Bağlantı Katmanı (Link Layer) bulunuyor. Link Layer, aynı zamanda  IP nin de bulunduğu katmandır.  Link Layer’ın görevi, birden fazla bilgisayarın birbirine bağlanmasını sağlamaktır.

Bağlantı katmanında bulunan IP (İnternet Protokolü) ile bilgisayarların birbirine nasıl bağlanacağı ve verilerin hangi bilgisayarlar üzerinden aktarılacağı belirlenir.

Link layer da amacımız, bilgisayarların birbirine nasıl bağlanacağını hangi bilgisayar üzerinden atlama yapılacağını, paketlerin nereden gideceğini belirleyebilmektir. Bu yapılacakları göz önünde bulundurarak bu bağlantı katmanında ağı tasarlarız.

 

İnternet Yazılımı Katmanlar Link Layer Network

 
Ağ Katmanı (Network Layer)
 

Bağlantı katmanı üzerinde Ağ Katmanı (Network Layer) bulunmaktadır.  Network Layer, IP ‘nin tanımlı olduğu katmandır.

 

Not : IP dışında çok farklı protokoller de var. IP tek bağlantı teknolojisi değil ama internet üzerinde bu kullanıldığı için yerel ağları da çoğu zaman IP üzerinden kurguladığımızdan protokoller IP üzerinden gidip gelir.

IP protokolünün dışında IPX / SPX adında bir teknoloji daha var. Yani bütün protokoller TCP / IP ya da UDP / IP olmak zorunda değil.

 

Telefon Ağlarının Tarihçesi

 

IP’yi anlamak için ilk olarak “Telefon Ağlarının Tarihçesi” ne bakalım.

Eskiden telefon bağlantıları şu şekilde yapılırdı:

  • İlk önce operatörler aranırdı. Siz arama yapmak istediğiniz kişinin adını ya da numarasını bu operatörlere söylerdiniz.
  • Operatör sizin bağlantınızın geldiği yere kablonun bir ucunu  ve bağlanmak istediğiniz kişinin telefonunun geldiği yere kablonun diğer ucunu sokarak iki kişiyi birbirine manuel bağlardı.
 

Eski Telefon Ağları Tarihçesi

 

Yani sizin telefonunuz ile diğer telefon arasındaki hat kısa devre yapılarak görüşmek istediğiniz kişinin telefonuna bağlanılmış oluyordu. Günümüzde de operatörlerin sürekli kullandıkları bağlıyorum ifadesi de bize buradan gelmektedir. Bunlar artık dijital olarak yapılmaktadır.

Günümüzdeki bilgisayar ağlarını düşündüğümüzde bu yapılara virtual circuit deniliyor yani sanal bir devre oluşturuluyor.

Bu devre, aslında bir ucunda sizin bilgisayarınızın diğer ucunda ise bağlanmak istediğiniz bilgisayarın olduğu özel bir hattın size tahsis edilmesi durumudur. Bu tahsis işlemi kiralamalarla özel ücretler ödeyerek yapılıyor.

Kanalın size tahsis edilmesi işine Channel Switching denilir. Çok kullanılmamakla birlikte özel amaçlarla özellikle sunucular tarafından kullanılabilir.

Virtual circuit yerine daha çok paket atlamalı (paket dönüştürmeli) bir yöntem kullanılıyor. Bu sistemde paketlerinizi network e atıyorsunuz. Orada herhangi özel bir bağlantı bulunmuyor. Paketler kendi yollarını buluyorlar. Paketlerin kendi yollarını bulması işine de Packet Switching deniliyor.

 

Paket Değişimli Ağlar (Packet Switching)

 

Paket değişimli ağlar (Packet Switching) da iki uç birbirine bağlanacak diyelim. Paketler aradaki bütün alternatif yolları deniyorlar.

Bu yollar daha çok denendikçe buradaki paketleri yönlendirecek olan router denen cihazlar daha çok nereye gideceklerine karar vermeye başlıyor. İki router birbiri ile sürekli iletişim halinde olduğundan  aralarındaki en iyi bağlantı noktalarını biliyorlar.

Mesela Türkiye deki bir router ile Amerika daki bir router aslında birbirlerine direk bağlıysa paketlerini nerden göndereceklerine karar verebiliyor ve genelde paketleri buraya yönlendiriyorlar.

 

Paket Değişimli Ağlar Packet Switching Atlatmalı

 

Bir paketin üzerinde, geldiği adres bilgisi ve gideceği yerin adres bilgisi bulunur. Dolayısıyla router, paketi açtığında paketin nereye gideceğini öğrenir ve o gideceği yere en kolay nasıl gidileceğini pakete söyleyerek yönlendirme yapar.

Sonuçta bu routerlar aracılığıyla paketler kendi yollarını bulurlar.

Routerlar bulundukları konuma göre yerel kararlar verir. Demek istediğimizi bir örnekle açıklayalım.

Mesela bir paket Türkiye den çıktığında Amerika’ya doğru en baştan hangi yolları takip edeceğini bilmemektedir. İstanbul’dan en yakın ve uygun yoldan yola çıkar ve ilerledikçe nerelerden geçeceği belli olur. Böylelikle bir paketin yolculuğu dinamik bir yapı kazanmış olur.

Eğer bir paketin daha İstanbul’dan yola çıktığında hangi yollardan gideceği belli olsaydı bu yol üzerindeki her hangi bir hat kopukluğu verinin hedefine ulaşmaması anlamına gelirdi.

Dolayısıyla bir paket gideceği yere varıncaya kadar her routerda gideceği yer sorgulanır ve değişir. Böylelikle veri paketinin sabit bir güzergahı olmamış olur. Dinamik bir yol izler.

Bu dinamik yollar ağlarda meydana gelen arızalı bölümlere uğramayacağından göndermiş olduğumuz veriler güvenle farklı yollardan hedefine ulaşmış olur.

Böylelikle herhangi bir server da meydana gelen teknik bir arıza ya da kopmadan veri  zarar görmemiş olur. Anlık verilen alternatif yollar sayesinde veri sürekli ilerlemeye devam eder.

 

İnternet Protokolü (IP) Adresi Yapısı

 

“İnternet protokolü (IP) adresi yapısı” konusuna geçmeden önce ilk olarak IP Adresi nedir? sorusunu cevaplayalım.

IP adresi; İnternet Protokolünü kullanan cihazların, ağ üzerinde birbirleri ile veri alışverişi yapmak için kullandıkları adrestir. İnternet üzerinde yer alan her cihazın kendine özel bir IP adresi vardır.

İnternet protokolü içerisinde yer alan IP adresleri,  4 adet sayı ile ifade edilir. (IPv4)

Örnek : 132.224.62.1 gibi

Yukarıdaki örnekteki IP Adresinde bulunan 4 sayının her biri 0 dan 255 e kadar değer alabilir. Yani 0 da dahil 256 farklı değer alır.

IP adreslerinde bulunan bu 4 sayının her birini, bit ile ifade etmemiz gerekirse 8 bitlik bir veri kullanmamız gerekir. Dolayısıyla IP adresinde 4 adet sayı olduğundan 8 bitlik bilgi 4×8= 32 bitlik bilgi yapar.

IP adreslerinin 4 sayı ile ifade edilmesi  IPv4 (IP version 4) ü referans aldığımızdandır. Şu an en çok kullanılan bu versiyondur. Ancak en güncel versiyon, IP version 6 (IPv6) sürümüdür.

IPv4 yapısı,  255.255.255.255 değerlerini taşıyabilecek bir yapıdır ve şu an en aktif olarak bu kullanılır. Bu 4 sayılı yapı aslında sizin bir telefon numaranız ya da adres bilginiz gibi düşünülebilir.

IP adresiniz ile sizin internetteki yeriniz belli olur. Sizin bağlandığınız yer bu numaradan anlaşılır ve size gelecek paketler bu adresi sorarak gelir.

IP Adresi Öğrenme, Bilgisayarınızın IP adresini merak ediyorsanız IP Adresi Nasıl Öğrenilir? adlı makaleyi okuyabilirsiniz.
 

Routing Tablosu (Table) Nedir?

 

İnternet üzerinde yer alan veri paketlerinde, paketin nerden geldiği ve nereye gideceği bilgisini ifade eden IP adreslerinin bulunduğunu ifade etmiştik. Bu konuyla alakalı olarak “Routing Tablosu (Table) Nedir?” konusuna değinelim.

Routing Tablosu denilen bir kavram bulunmaktadır.Buna Yönlendirme tablosu da diyebiliriz.

 

Routing Table Tablosu Nedir Yönlendirme

 

Yönlendirme Tablosu (Routing Table) ; Router (yönlendirici) ‘a  bir paket geldiğinde o paketi nereye yönlendirmesi gerektiği ile ilgili rotaları içerir.

Mesela IP adresinin ilk 2 numarası belli olmuş olan bir veri router a geldiğinde  son 2 numara farketmeksizin baştaki 2 numaraya bakarak bütün paketleri karşısında bulunan adrese gönderir.

Yukarıdaki resme bakarak ifade edecek olursak 131.229. numaralarına sahip bütün paketleri 131.229.64.1 sayılı hedefe gönderir. Bu paket bu adrese geldiğinde (131.229.64.1) tekrar daha farklı bir adrese gönderilecek. Bu şekilde bir çok noktadan geçerek en son istediği yere gelecektir.

Yönlendirme Tablosu (Routing Table) ‘ın kısaca çalışma mantığından bahsedelim. Aslında bir verinin gideceği adres başlangıçta sadece ilk numara belli olarak başlar, zamanla 2.numara sonra 3. Numara derken en son veri yerine ulaştığında 4.numara belli olur.

 

Dünyada Yetersiz IP Adresi Sorunu ve Çözümü

 

Yakın zamana kadar dünyada yetersiz IP adresi, sıkıntılı konulardan biriydi.

Çünkü IP adresleri her biri 8 bit numara olmak üzeri toplam 32 bitlik bir numaradan oluşuyordu. Bu da 232 den yaklaşık 4 milyar adres tanımlanabilir demekti.

Ancak dünyada internete bağlanan cihaz sayısı bu sayıdan(4 milyar) oldukça fazladır. Cep telefonlarımız var, birden fazla bilgisayarımız var laptop ya da masaüstü ya da tabletlerimiz var, IP kameralar var ve daha başka bir çok cihaz var.

Dünyada yaklaşık 8 milyar insan var ve biz her bir insana bir cihaz versek bile 4 milyar IP adresimiz yetersiz kalacaktır. Peki bu durum nasıl çözüldü.

Bu durum 2 farklı yolla çözüldü. Bunlar:

  1.  Local IP Adres Ataması (DHCP ile) ve NAT
  2. IPv6 sürümüne geçmek
 

Local IP Adres Ataması (DHCP ile) ve NAT

 

IPv6 e geçmeden yetersiz IP problemi “Local IP Adres Ataması (DHCP) ve NAT” kullanarak çözüldü.

DHCP : Dinamik Host Yapılandırma Protokolü diye bir protokol var. Bu protokolü kullanan cihazlar local de  ve global ağ da farklı davranıyor. Bir örnekle açıklayalım.

Elimizde bir tane DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ) server olduğunu farz edelim. DHCP server sahip olduğu IP adresinin dışında localde kendisi kafasına göre IP adresi dağıtır.

Yani siz iç networke bağlıysanız iç network de kendi DHCP server’ın size atadığı IP adresinizle dolaşırken dış network e çıktığınızda DHCP serverin IP adresini kullanırsınız. Bu sistem şu an da çoğu yerde kullanılıyor.

Aşağıdaki görseli dikkatlice inceleyelim. Bu görsel “DHCP server nedir ve ne işe yarar?” sorusunu çok güzel cevaplıyor.

DHCP server nedir ne ise yarar

Bir örnekle durumu açıklamadan önce evlerimizde kullandığımız modemler hakkında kısa bir bilgi verelim. Evlerimizdeki modemleri, üzerinde bir işletim sistemi, web server,  ftp server, nat server, dhcp server olmak üzere bir çok sunucusu olan ufak bir bilgisayar gibi düşünebilirsiniz.

Şimdi kendi etrafımızdan bir örnek verelim. İnternete bağlanmak için bir modem aldığınızı farz edelim. Siz internete bağlandığınızda aldığınız modeme kadar bir IP numarası geliyor. Modemin içinde arkada Access Point yer alır ve bu  Access Point üzerinden 10 bilgisayarı bu modeme bağlamış olun.

Modemlerimiz fiziksel olarak internet sağlayıcımıza bağlanıyor (Türk Telekom gibi ). Aynı zamanda bu modemimiz Local yani yerel de de o modem üzerinden internete bağlanacak cihazlara IP adresi dağıtıyor. (resimde gösterildiği gibi)

Biz local de bir IP adresi alıyoruz ancak bu IP adresi dünyaya açık bir IP adresi değil, aslında sanal bir IP adresidir. İnsanlar dünyada bizi DHCP server’ın IP adresi ile biliyorlar. Yani modemlerimizin IP adresi ile.

Bu durumda, bizden çıkan bir veri paketi, nerden geldiği bilgisi olarak bizim bilgisayarlarımızın değil modemimizin IP adresini üzerinde taşır.

Peki DHCP server,  local de kendisine bağlı olan bilgisayarlardan gelen verilerin hangi bilgisayardan geldiğini  ve cevap geldiğinde hangisine gideceğini nereden bilecek? Bu kısımda işe NAT (Network Address Translation) giriyor.

NAT teknolojisiyle  Modemherkesin bağlandığı port numarasını biliyor. NAT Server’da  port numarasına göre ilgili kişiye ilgili veriyi gönderiyor.

Sonuç olarak, gerek DHCP server gerekse NAT teknolojisi kullanarak, local de IP adreslerini çoklayarak 4 milyar IP den çok daha azını kullanmış oluyoruz.

Önceden internet erişimi 4 milyar bilgisayar ile sınırlıyken şimdi 4 milyar erişim noktası ile sınırsız bilgisayar ya da cihaza hizmet verilmiş olunuyor.

Ancak 4 milyar erişim noktasına ulaştığımız zaman bu sefer tekrar bir sıkıntı oluşuyor. Bundan sonra ne yapılacak sorusu aklımıza geliyor.  İşte bu noktada IPv6 devreye giriyor.

 

IPv6 Nedir?

 

IPv6  ifadesi ile zaman zaman karşılaşmış olabilirsiniz. Peki  “IPv6 Nedir?” hiç merak ettiniz mi?

IPv6, IP version 6 ifadesinin kısaltılmış halidir. Kendisi bir önceki sürümü olan IPv4 teknolojisinin bizlere sunmuş olduğu 4 milyar erişim noktası limitini aştığımızda bir çözüm olarak hayatımıza girdi.

IPv4 internet protokolüne göre IP adresleri,  4 ayrı numaradan oluşuyordu. 253.123.12.1 şeklinde.

IPv6 ile IP adresleri, 6 ayrı numaradan oluşmuş oldu. 6 ayrı numara, her bir numara  8 bitten oluştuğu için 6×8 =48 bit lik adresler oluşturulabilir hale geldi. Bu da 248 den bu sayı yaklaşık 8×1018 gibi bir sayıya denk geliyor ki bu şu an için bile devasal bir rakam oluyor.

Yeni cihazların çoğu IPv6 protokolünü destekliyor. Hatta firmalar local network  ( yerel ağ) e geçtiklerinde bile IPv6 ı kullanabiliyorlar.

Şu an günümüzde IPv4 ve IPv6 protokollerinin her ikisi de kullanılıyor. Ancak bir gün tamamen IPv6 ya geçme konusu da konuşuluyor.

IPv6 hakkında daha ayrıntılı bilgi almak istiyorsanız  worldipv6launch.org sitesini inceleyebilirsiniz.

 

IP Paket Yapısı  (IP Packet  Specifics)

 

Biraz da “IP Paket Yapısı” hakkında konuşalım. Her şeyi IP üzerinden taşıdığımızı düşünürsek,  İnternet Protokolünün yapısı nedir? IP Paketi Nelerden oluşur? Konularına da girmekte fayda var.

Bir IP paketinde genellikle bir başlık Header, bir de Data yani veri kısmı vardır. Bazen Footer kısmı da olabilir biz o kısma girmeden olayı kabaca anlatmaya çalışalım.

 

IP Header Kısmı

 

İnternet Protokolünün çalışmasının anlaşılması için IP Header Kısmı ‘ nın anlaşılması önemlidir. Veri kısmı kullanılan pakete göre uzayıp kısalabilir. Ancak IP header kısmı sabittir. Bu kısım yani  “Header Kısmı” IP’ nin taşındığı yerdir.

İnternet Protokolü IP Paket Yapısı Nedir Nelerden oluşur

Header kısmı genellikle 20 byte uzunluğunda yani 20×8 den 160 bit uzunluğundadır. Ve bunu hexadecimal rakamlarla ifade etmek gerekirse 160 /4 den 40 hex rakam demektir.

IP header’ın Version kısmında paketin hangi versiyon olduğu bilgisi tutuluyor IPv4 mü IPv6 mı olduğu bilgisi. Total Lenght ile paketin toplam boyutunun ne kadar olacağı bilgisi yer alıyor. Ayrıca Source IP ile nerden geldiği, Destination IP ile nereye gideceği bilgisi yer alıyor.

Protocol ile TCP mi UDP mi olduğu, Checksum ile verinin kontrolü, Time To Live de bu paketin ne kadar süre geçerli olacağı gibi bilgiler saklanıyor.

IPv4 Header Structure IPv4 Baslik Yapisi

Şemamıza baktığımızda 32 bit uzunluğunda 6 satırın olduğunu görürüz. Bu da 6×32 = 192 bit yapar.

Options kısmında Options ve Padding(veriyi ayırmak için boşluk) sayılmazsa 160 bit oluyor.

Bu kısımda önemli olan Destination IP ve Source IP nin 32 bit olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmenizdir.

 

İnternet Protokolünün Tarihçesi (IP)

 

Makalemizi bitirmeden önce son olarak “internet protokolünün tarihçesi (IP)” hakkında konuşalım.

İnternet protokolünün tasarımını tarihte 4 üniversite çıkarıyor. Bunlar:

  • Stanford Üniversitesi,
  • UCLA (university of California) ,
  • UCSB ( University of California , Santa Barbara),
  • U. Utah dır.

Bu üniversiteler internet protokolünün tasarımını ve networkün nasıl bir yapısı olacağını tasarlıyor.

İnternet ilk kurulduğunda Amerika Savunma Bakanlığının başlattığı bir proje iken zamanla buna üniversiteler dahil oluyor. (1980 lerde)

1990 lardan sonra da bu işin içine ticari işletmeler dahil oluyor. Firmalar kendi websitelerini kendi emaillerini açmaya başlıyorlar.

 

Pin It on Pinterest

Daha fazla Network
Domain, Hosting, DNS Nedir? Nasıl Alınır Yönlendirme Nasıl Yapılır
Web Kavramları

Web kavramları ile kastedilen internet üzerinde sürekli duyduğumuz web sunucusu nedir, hosting, domain, DNS nedir, DNS Yönlendirmesi Nasıl Yapılır? gibi...

Kapat