ana sayfa : araştırma : internet : internet protokolleri [ 2 / 6 ]

BÖLÜM2

İNTERNET PROTOKOLLERİ

2.1 OSI Başvuru Modeli

OSI (Open Sistem Interconnection:Açık Sistemler Ara Bağlaşımı) Başvuru Modeli ISO tarafından tanımlanmış ve ağ uygulamasında kullanılan örnek bir modeldir; Her ne kadar pratikte biri e bir uygulan masa da, diğer tüm mimariler OSI başvuru modeli baz alınarak açıklanır. Ayrıca Anahtar Cihazı(Switch), HUB, Yönlendirici, Ağ Geçidi(Gateway), gibi ağ cihazlarının fonksiyonları  OSI başvuru modeline dayanılarak açıklanır.

OSI başvuru modeli, ağdaki bir uç sistemin veya ara cihazın ağ üzerinden iletişim yapabilmesi için sahip olması gerekin işlevleri tanımlar. Model Şekil 1.1 de görüldüğü gibi yedi katmana ayrılmışıdır. Her katman, girişi , çıkışı ve görevi belli olan modüler yapıya sahiptir.

Şekil2.1: OSI referans modeli

Bir İnternet’e bağlı PC’ de  bu katmanların hepsi birden kullanılabilirken bir ağ cihazında örneğin bir yönlendirici yada Hub cihazında ilk üçü yeterli olmaktadır.

Bu katmanların işlevleri kullanıcıya yakından uzağa doğru sırasıyla şöyledir.

7)Uygulama Katmanı(Application Layer):Kullanıcın çalıştığı uygulamaların bulunduğu katmandır. FTP,SNMP,HTTP gibi hizmetler bu katmandadır.

6)Sunuş Katmanı(Presentation Layer):Bilginin iletimde kullanılacak haline dönüştürüldüğü katmandır. Verinin, sıkıştırılması, şifrelenmesi; sıkışmış verinin açılması; şifreli verinin şifresinin çözülmesi bu katmanda gerçekleşir.

5)Oturum Katmanı(Session Layer): Uç düğümler arasındaki bağlantının sağlanmasını, kurulu bağlantının yönetilmesini ve sonlandırılmasını gerçekleştiren katmandır. İletimin kopması halinde  bir senkronizasyon noktasından başlayarak iletimin yeniden sağlanmasını sağlar.

4)Ulaşım Katmanı(Transport Layer):Bilginin son kullanıcıda her türlü hatadan arındırılmış olarak elde edilmesini sağlar. Ağ katmanının yaptığı işleri yerel olarak yapar. Herhangi bir arıza durumunda verileri değişik yollardan göndermeye çalışır. Veri katmanı sadece paket sayısını karşılaştırır. Ulaşım katmanı ise paketlerin içeriğini de kontrol eder.

3)Ağ Katmanı(Network Layer): Veri paketlerinin bir uçtan diğerine ağdaki çeşitli düğümler üzerinden (yönlendirici, köprü vs..) geçirilip yönlendirilerek son alıcısına ulaştırılmasını sağlar. Geniş alanlı ağlarda  değişik tip ve öncelik sırasına göre veri akışı daha fazladır. Ağ katmanı ağın o anki durumuna göre iletişimde hangi fiziksel yolun kullanılacağına karar verir.

2)Veri Hattı Katmanı(Data Link Layer):Gönderilecek verinin hatalara bağışık bir yapıda mantıksal işaretlere dönüştürülmesini, alıcıda hataların sezilmesi, düzeltilemiyorsa doğrusunun elde edilmesi için göndericinin uyarılmasını sağlar.

2.2 TCP/IP

Şu ana kadar bilgisayar ağı kavramları ve ağ yapısının fiziksel katmanları hakkında genel bir fikir edindik. Bu noktada bilgisayarlar arası iletişimi sağlayan temel protokol katmanlarına gelmiş bulunuyoruz.

2.2.1 Genel tanımlar

TCP/IP katmanlardan oluşan bir protokoller kümesidir. Her katman değişik görevlere sahip olup altındaki ve üstündeki katmanlar ile gerekli bilgi alışverişini sağlamakla yükümlüdür. Şekil 2.2’de  bu katmanlar bir blok sema halinde gösterilmektedir.

Şekil 2.2.1.1 TCP/IP Katmanları

TCP/IP katmanlarının tam olarak ne olduğu, nasıl çalıştığı konusunda bir fikir sahibi olabilmek için bir örnek üzerinde inceleyelim:

TCP/IP nin kullanıldığı en önemli servislerden birisi elektronik postadır (e-posta). E- posta servisi için bir uygulama protokolü belirlenmiştir (SMTP). Bu protokol e- posta’nın bir bilgisayardan bir başka bilgisayara nasıl iletileceğini belirler. Yani e- postayı gönderen ve alan kişinin adreslerinin belirlenmesi, mektup içeriğinin hazırlanması vs. gibi. Ancak e-posta servisi bu mektubun bilgisayarlar arasında nasıl iletileceği ile ilgilenmez, iki bilgisayar arasında bir iletişimin olduğunu varsayarak mektubun yollanması görevini TCP ve IP katmanlarına bırakır. TCP katmanı komutların karşı tarafa ulaştırılmasından sorumludur. karşı tarafa ne yollandığı ve hatalı yollanan mesajların tekrar yollanmasının kayıtlarını tutarak gerekli kontrolleri yapar. Eğer gönderilecek mesaj bir kerede gönderilemeyecek kadar büyük ise (Örneğin uzunca bir e-posta gönderiliyorsa) TCP onu uygun boydaki segmentlere (TCP katmanlarının iletişim için kullandıkları birim bilgi miktarı) böler ve bu segmentlerin karşı tarafa doğru sırada, hatasız olarak ulaşmalarını sağlar. Internet üzerindeki tek servis e-posta olmadığı için ve segmentlerin karşı tarafa hatasız ulaştırılmasını sağlayan iletişim yöntemine tüm diğer servisler de ihtiyaç duyduğu için TCP ayrı bir katman olarak çalışmakta ve tüm diğer servisler onun üzerinde yer almaktadır. Böylece yeni bir takım uygulamalar da daha kolay geliştirilebilmektedir. Üst seviye uygulama protokollerinin TCP katmanını çağırmaları gibi benzer şekilde TCP de IP katmanını çağırmaktadır. Ayrıca bazı servisler TCP katmanına ihtiyaç duymamakta ve bunlar direk olarak IP katmanı ile görüşmektedirler. Böyle belirli görevler için belirli hazır yordamlar oluşturulması ve protokol seviyeleri inşa edilmesi stratejisine ‘katmanlaşma’ adi verilir. Yukarıda verilen örnekteki e- posta servisi (SMTP), TCP ve IP ayrı katmanlardır ve her katman altındaki diğer katman ile konuşmakta diğer bir deyişle onu çağırmakta ya da onun sunduğu servisleri kullanmaktadır. En genel haliyle TCP/IP uygulamaları 4 ayrı katman kullanır. Bunlar:

- Bir uygulama protokolü, mesela e-posta.

- Üst seviye uygulama protokollerinin gereksinim duyduğu TCP gibi bir protokol katmanı.

- IP katmanı. Gönderilen bilginin istenilen adrese yollanmasını sağlar.

- Belirli bir fiziksel ortamı sağlayan protokol katmanı. Örneğin Ethernet, seri hat, X.25 vs.

İnternet birbirine geçiş yolları (gateway) ile bağlanmış çok sayıdaki bağımsız bilgisayar ağlarından oluşur ve buna ‘catenet model’ adi verilir. Kullanıcı bu ağlar üzerinde yer alan herhangi bir bilgisayara ulaşmak isteyebilir. Bu işlem esnasında Kullanıcı farkına varmadan bilgiler, düzinelerce ağ üzerinden geçiş yapıp varis yerine ulaşırlar. Bu kadar işlem esnasında kullanıcının bilmesi gereken tek şey ulaşmak istediği noktadaki bilgisayarın ‘Internet adresi’ dir. Bu adres toplam 32 bit uzunluğunda bir sayıdır. Fakat bu sayı 8 bitlik 4 ayrı ondalık sayı seklinde kullanılır (144.122.199.20 gibi). Bu 8 bitlik gruplara ‘octet’ ismi de verilir. Bu adres yapısı genelde karşıdaki sistem hakkında bilgi de verir. Mesela 144.122 ODTU için verilmiş bir numaradır. ODTU üçüncü octeti kampus içindeki birimlere dağıtmıştır. Örneğin, 144.122.199 bilgisayar merkezinde bulunan bir Ethernet ağda kullanılan bir adrestir. Son octet ise bu Ethernet 254 tane bilgisayar bağlanmasına izin verir (0 ve 255 bilgisayar adreslemesinde kullanılmayan özel amaçlı adresler olduğu için 254 bilgisayar adreslenebilir).

IP bağlantısız “connectionless” ağ teknolojisini kullanmaktadır ve bilgi “datagramlar” (TCP/IP temel bilgi birim miktarı) dizisi halinde bir noktadan diğerine iletilir. Büyük bir bilgi grubunun (Büyük bir dosya veya e-posta gibi) parçaları olan “datagram” ağ üzerinde tek başına yol alır. Mesela 15000 octetlik bir kütük pek çok ağ tarafından bir kere de iletilemeyecek kadar Büyük olduğu için protokoller bunu 30 adet 500 octetlik datagramlara böler. Her datagram ağ üzerinden tek tek yollanır ve bunlar karşı tarafta yine 15000 octet lik bir kütük olarak birleştirilir. Doğal olarak önce yola çıkan bir datagram kendisinden sonra yola çıkan bir datagramdan sonra karşıya varabilir veya ağ üzerinde oluşan bir hatadan dolayı bazı datagramlar yolda kaybolabilir. Kaybolan veya yanlış sırada ulasan datagramların sıralanması veya hatalı gelenlerin yeniden alınması hep üst seviye protokollerce yapılır. Bu arada “paket” ve “datagram” kavramlarına bir açıklama getirmek yararlı olabilir. TCP/IP ile ilgili kavramlarda “datagram” daha doğru bir terminolojidir. Zira datagram TCP/IP de iletişim için kullanılan birim bilgi miktarıdır. Paket ise fiziksel ortamdan (Ethernet, X.25 vs.) ortama değişen bir büyüklüktür. Mesela X.25 ortamında datagramlar 128 byte lik paketlere dönüştürülüp fiziksel ortamda böyle taşınırlar ve bu işlemle IP seviyesi hiç ilgilenmez. Dolayısıyla bir IP datagramı X.25 ortamında birden çok paketler halinde taşınmış olur.

2.2.2 TCP katmanı

TCP’ nin (“transmission control protocol-iletişim kontrol protokolü”) temel işlevi, üst katmandan (uygulama katmanı) gelen bilginin segmentler haline dönüştürülmesi, iletişim ortamında kaybolan bilginin tekrar yollanması ve ayrı sıralar halinde gelebilen bilginin doğru sırada sıralanmasıdır. IP (“internet protocol”) ise tek tek datagramların yönlendirilmesinden sorumludur. Bu açıdan bakıldığında TCP katmanının hemen hemen tüm işi üstlendiği görülmekle beraber (küçük ağlar için bu doğrudur) Büyük ve karmaşık ağlarda IP katmanı en önemli görevi üstlenmektedir. Bu gibi durumlarda değişik fiziksel katmanlardan geçmek, doğru yolu bulmak çok karmaşık bir is halini almaktadır.

Şu ana kadar sadece Internet adresleri ile bir noktadan diğer noktaya ulaşılması konusundan bahsettik ancak birden fazla kişinin ayni sisteme ulaşmak istemesi durumunda neler olacağı konusuna henüz bir açıklık getirmedik. Doğal olarak bir segment’i doğru varış noktasına ulaştırmak tek başına yeterli değildir. TCP bu segment’in kime ait olduğunu da bilmek zorundadır. “Demultiplexing” bu soruna çare bulan yöntemdir. TCP/IP ‘de değişik seviyelerde “demultiplexing” yapılır. Bu işlem için gerekli bilgi bir seri “başlık” (header) içinde bulunmaktadır. Başlık, datagrama eklenen basit bir kaç octetden oluşan bir bilgiden ibarettir. Yollanmak istenen mesajı bir mektuba benzetecek olursak Başlık o mektubun zarfı ve zarf üzerindeki adres bilgisidir. Her katman kendi zarfını ve adres bilgisini yazıp bir alt katmana iletmekte ve o alt katmanda onu daha Büyük bir zarfın içine koyup üzerine adres yazıp diğer katmana iletmektedir. Benzer işlem varis noktasında bu sefer ters sırada takip edilmektedir.

Bir örnek vererek açıklamaya çalışırsak: Aşağıdaki noktalar ile gösterilen satir bir noktadan diğer bir noktaya gidecek olan bir dosyayı temsil etsin,

...............

TCP katmanı bu dosyayı taşınabilecek büyüklükteki parçalara ayırır:

... ... ... ... ...

Şekil 2.2.2.1 TCP Segment’i

Eğer TCP başlığını “T” ile gösterecek olursak yukarda noktalarla gösterdiğimiz dosya Aşağıdaki duruma gelir:

T... T... T... T... T...

2.2.3 IP katmanı

TCP katmanına gelen bilgi segmentlere ayrıldıktan sonra IP katmanına yollanır. IP katmanı, kendisine gelen TCP segmenti içinde ne olduğu ile ilgilenmez. Sadece kendisine verilen bu bilgiyi ilgili IP adresine yollamak amacındadır. IP katmanının görevi bu segment için ulaşılmak istenen noktaya gidecek bir “yol” (route) bulmaktır. Arada geçilecek sistemler ve geçiş yollarının bu paketi doğru yere geçirmesi için kendi başlık bilgisini TCP katmanından gelen segmente ekler. TCP katmanından gelen segmentlere IP başlığının eklenmesi ile oluşturulan IP paket birimlerine datagram adi verilir. IP başlığı eklenmiş bir datagram aşağıdaki çizimde gösterilmektedir:

Şekil 2.2.3.1 IP Datagram

Bu başlıktaki temel bilgi kaynak ve varis İnternet adresi (32-bitlik adres, 144.122.199.20 gibi), protokol numarası ve kontrol toplamıdır. Kaynak İnternet adresi tabii ki sizin bilgisayarınızın İnternet adresidir. Bu sayede varis noktasındaki bilgisayar bu paketin nereden geldiğini anlar. Varış İnternet adresi ulaşmak istediğiniz bilgisayarın adresidir. Bu bilgi sayesinde aradaki yönlendiriciler veya geçiş yolları (gateway) bu datagramı nereye yollayabileceklerini bilirler. Protokol numarası IP’ ye karşı tarafta bu datagramı TCP’ ye vermesi gerektiğini söyler. Her ne kadar IP trafiğinin çoğunu TCP kullansa da TCP dışında bazı protokollerde kullanılmaktadır Dolayısıyla protokoller arası bu ayrım protokol numarası ile belirlenir. Son olarak kontrol toplamı IP başlığının yolda bozulup bozulmadığını kontrol etmek için kullanılır. Dikkat edilirse TCP ve IP ayrı ayrı kontrol toplamları kullanmaktalar. IP kontrol toplamı başlık bilgisinin bozulup bozulmadığı veya mesain yanlış yere gidip gitmediğini kontrol için kullanılır. Bu protokollerin tasarımı sırasında TCP’ nin ayrıca bir kontrol toplamı hesaplaması ve kullanması daha verimli ve güvenli bulunduğu için iki ayrı kontrol toplamı alınması yoluna gidilmiştir.

IP başlığını “I” ile gösterecek olursak IP katmanından çıkan ve TCP verisi taşıyan bir datagram su hale gelir:

IT...IT...IT...IT...IT...

başlıktaki “Yaşam suresi” (Time to Live) alanı IP paketinin yolculuğu esnasında geçilen her sistemde bir azaltılır ve sıfır olduğunda bu paket yok edilir. Bu sayede oluşması muhtemel sonsuz döngüler ortadan kaldırılmış olur. IP katmanında artık başka başlık eklenmez ve iletilecek bilgi fiziksel iletişim ortamı üzerinden yollanmak üzere alt katmana (bu Ethernet, X.25, telefon hattı vs. olabilir) yollanır.

2.2.4 Fiziksel katman

Şekil 2.2.4.1 Ethernet Paketi

Ethernet başlığını “E” ile ve Kontrol toplamını “C” ile gösterirsek yolladığımız dosya şu şekli alır:

 EIT...C EIT...C EIT...C EIT...C EIT...C

Bu paketler (frame) varis noktasında alındığında bütün başlıklar uygun katmanlarca atılır. Ethernet arayüzü Ethernet başlık ve kontrol toplamını atar. Tip koduna bakarak protokol tipini belirler ve Ethernet cihaz sürücüsü (device driver) bu datagramı IP katmanına geçirir. IP katmanı kendisi ile ilgili katmanı atar ve protokol alanına bakar, protokol alanında TCP olduğu için segmenti TCP katmanına geçirir. TCP sıra numarasına bakar, bu bilgiyi ve diğer bilgileri iletilen dosyayı orijinal durumuna getirmek için kullanır. Sonuçta bir bilgisayar diğer bir bilgisayar ile iletişimi tamamlar.

2.2.5 ARP Protokolü

Yukarıda Ethernet üzerinde IP datagramların nasıl yer aldığından bahsettik. Fakat açıklanmadan kalan bir nokta bir İnternet adresi ile iletişime geçmek için hangi Ethernet adresine ulaşmamız gerektiği idi. Bu amaçla kullanılan protokol ARP’ dır (“Address Resolution Protocol”). ARP aslında bir IP protokolü değildir ve Dolayısıyla ARP datagramları IP başlığına sahip değildir. Varsayalım ki bilgisayarınız 128.6.4.194 IP adresine sahip ve siz de 128.6.4.7 ile iletişime geçmek istiyorsunuz. Sizin sisteminizin ilk kontrol edeceği nokta 128.6.4.7 ile ayni ağ üzerinde olup olmadığınızdır. Ayni ağ üzerinde yer alıyorsanız, bu Ethernet üzerinden direk olarak haberleşebileceksiniz anlamına gelir. Ardından 128.6.4.7 adresinin ARP tablosunda olup olmadığı ve Ethernet adresini bilip bilmediği kontrol edilir. Eğer tabloda bu adresler varsa Ethernet başlığına eklenir ve paket yollanır. Fakat tabloda adres yoksa paketi yollamak için bir yol yoktur. Dolayısıyla burada ARP devreye girer. Bir ARP istek paketi ağ üzerine yollanır ve bu paket içinde “128.6.4.7” adresinin Ethernet adresi nedir sorgusu vardır. ağ üzerindeki tüm sistemler ARP isteğini dinlerler bu isteği cevaplandırması gereken istasyona bu istek ulaştığında cevap ağ üzerine yollanır. 128.6.4.7 isteği görür ve bir ARP cevabi ile “128.6.4.7 nin Ethernet adresi 8:0:20:1:56:34” bilgisini istek yapan istasyona yollar. Bu bilgi, alici noktada ARP tablosuna islenir ve daha sonra benzer sorgulama yapılmaksızın iletişim mümkün kılınır. ağ üzerindeki bazı istasyonlar sürekli ağı dinleyerek ARP sorgularını alıp kendi tablolarını da güncelleyebilirler.

2.2.6 TCP dışındaki diğer protokoller: UDP ve ICMP

Yukarıda sadece TCP katmanını kullanan bir iletişim turunu açıkladık. TCP gördüğümüz gibi mesajı segmentlere bölen ve bunları birleştiren bir katmandı. Fakat bazı uygulamalarda yollanan mesajlar tek bir datagramın içine girebilecek büyüklüktedirler. Bu cins mesajlara en güzel örnek adres kontrolüdür (name lookup). İnternet üzerindeki bir bilgisayara ulaşmak için kullanıcılar İnternet adresi yerine o bilgisayarın adini kullanırlar. Bilgisayar sistemi bağlantı kurmak için çalışmaya başlamadan önce bu ismi İnternet adresine çevirmek durumundadır. İnternet adreslerinin isimlerle karşılık tabloları belirli bilgisayarlar üzerinde tutulduğu için kullanıcının sistemi bu bilgisayardan bu adresi sorgulayıp öğrenmek durumundadır. Bu sorgulama çok kısa bir işlemdir ve tek bir segment içine sigar. Dolayısıyla bu is için TCP katmanının kullanılması gereksizdir. Cevap paketinin yolda kaybolması durumunda en kotu ihtimalle bu sorgulama tekrar yapılır. Bu cins kullanımlar için TCP' nin alternatifi protokoller vardır. Böyle amaçlar için en çok kullanılan protokol ise UDP’ dir(User Datagram Protocol).

       Şekil 2.2.6.1 Katmanlar arası bilgi akışı

Diğer bir protokol ise ICMP’ dir (“Internet Control Message Protocol”). ICMP, hata mesajları ve TCP/IP yazılımının bir takım kendi mesaj trafiği amaçları için kullanılır. Mesela bir bilgisayara bağlanmak istediğinizde sisteminiz size “host unreachable” ICMP mesajı ile geri dönebilir. ICMP ağ hakkında bazı bilgileri toplamak amacı ile de kullanılır. ICMP yapı olarak UDP’ ye benzer bir protokoldür. ICMP de mesajlarını sadece bir datagram içine koyar. Bununla beraber UDP’ ye göre daha basit bir yapıdadır. başlık bilgisinde port numarası bulundurmaz. Bütün ICMP mesajları ağ yazılımının kendisince yorumlanır, ICMP mesajının nereye gideceği ile ilgili bir port numarasına gerek yoktur. ICMP ‘yi kullanan en popüler İnternet uygulaması PING komutudur. Bu komut yardımı ile İnternet kullanıcıları ulaşmak istedikleri herhangi bir bilgisayarın açık olup olmadığını, hatlardaki sorunları anında test etmek imkânına sahiptirler. Şu ana kadar gördüğümüz katmanları ve bilgi akışının nasıl olduğunu aşağıdaki şekilde daha açık izleyebiliriz.

2.3 İnternet Adresleri

Daha önce de gördüğümüz gibi İnternet adresleri 32-bitlik sayılardır ve noktalarla ayrılmış 4 octet (ondalık sayı olarak) olarak gösterilirler. örnek vermek gerekirse, 128.10.2.30 İnternet adresi 10000000 00001010 00000010 00011110 seklinde 32-bit olarak gösterilir. Temel problem bu bilgisayar ağı adresinin hem bilgisayar ağını ve hem de belli bir bilgisayarı tek başına gösterebilmesidir.

İnternet’te değişik büyüklükte bilgisayar ağlarının bulunmasından dolayı İnternet adres yapısının tüm bu ağların adres sorununu çözmesi gerekmektedir. tüm bu ihtiyaçları karşılayabilmek amacı ile İnternet tasarlanırken 32bitlik adres yapısı seçilmiş ve bilgisayar ağlarının çoğunun küçük ağlar olacağı varsayımı ile yola çıkılmıştır.

32-bit İnternet adresleri, 'ağ Bilgi Merkezi (NIC) İnternet Kayıt Kabul' tarafından yönetilmektedir. Yerel yönetilen bir ağ uluslararası platformda daha büyük bir ağa bağlanmadığında adres rasgele olabilir. Fakat, bu tip adresler ileride İnternet'e bağlanılması durumunda sorun çıkartabileceği için önerilmemektedir. ağ yöneticisi bir diğer IP-tabanlı sisteme, örneğin NSFNET'e bağlanmak istediğinde tüm yerel adreslerin 'uluslararası İnternet Kayıt Kabul' tarafından belirlenmesi zorunludur.

Değişik büyüklükteki ağları adreslemek amacı ile 3 sınıf adres kullanılmaktadır:

A Sınıfı adresler: İlk byte 0 'la 126 arasında değişir. İlk byte ağ numarasıdır. Gerisi bilgisayarların adresini belirler. Bu tip adresleme, her biri 16,777,216 bilgisayardan oluşan 126 ağın adreslenmesine izin verir.

B Sınıfı adresler: İlk byte 128 'le 191 arasında değişir. İlk iki byte ağ numarasıdır. Gerisi bilgisayar adresini belirler. Bu tip adresleme, her biri 65,536 bilgisayardan oluşan 16,384 ağın adreslenmesine izin verir.

C Sınıfı adresler: İlk byte 192 ile 223 arasında değişir. İlk üç byte ağ numarasıdır. Gerisi bilgisayarların adresini belirler. Bu tip adresleme, her biri 254 bilgisayardan oluşan 2,000,000 ağın adreslenmesine izin verir.

       Şekil 2.3.1 A, B, C Sınıfı Adreslerin Blok Şeması

127 ile başlayan adresler İnternet tarafından özel amaçlarla (localhost tanımı için) kullanılmaktadır.

223'un üzerindeki adresler gelecekte kullanılmak üzere D-Sınıfı ve E-Sınıfı adresler olarak rezerve edilmiş olarak tutulmaktadır.

A Sınıfı adresler, NSFNET, MILNET gibi büyük ağlarda kullanılır. C Sınıfı adresler, genellikle üniversite yerleşmelerinde kurulu yerel ağlarla, ufak devlet kuruluşlarında kullanılır. NIC sadece ağ numaralarını yönetir. Bölgede olması beklenen bilgisayar sayısına göre A, B veya C Sınıfı adresleme seçilir. Bir bölgeye ağ numarası verildikten sonra bilgisayarların nasıl adresleneceğini bölge yönetimi belirler. IP adres alanı özellikle son yıllarda artan kullanım talebi sonucunda hızla tükenmeye başlamıştır. Bu nedenle yapılan IP adres taleplerinin gerçekçi olmasının sağlanması için gerekli kontroller yapılmaktadır.

2.3.1 Alt ağlar (Subnet)

Subnet ya da alt ağ kavramı, kurumların ellerindeki İnternet adres yapısından daha verimli yararlanmaları için geliştirilen bir adresleme yöntemidir. Pek çok büyük organizasyon kendilerine verilen İnternet numaralarını "subnet" lere bölerek kullanmayı daha uygun bulmaktadırlar. Subnet kavramı aslında 'Bilgisayar numarası' alanındaki bazı bitlerin 'ağ numarası' olarak kullanılmasından ortaya çıkmıştır. Böylece, elimizdeki bir adres ile tanımlanabilecek bilgisayar sayısı düşürülerek, tanımlanabilecek ağ sayısını yükseltmek mümkün olmaktadır.

Nasıl bir alt ağ yapısının kullanılacağı kurumların ağ alt yapılarına ve topolojilerine bağımlı olarak değişmektedir. Subnet kullanılması durumunda bilgisayarların adreslenmesi kontrolü merkezi olmaktan çıkmakta ve yetki dağıtımı yapılmaktadır. Subnet yapısının kullanılması yalnızca o adresi kullanan kurumun kendisini ilgilendirmekte ve bunun kurum dışına hiçbir etkisi de bulunmamaktadır. Herhangi bir dış kullanıcı subnet kullanılan bir ağa ulaşmak istediğinde o ağda kullanılan subnet yönteminden haberdar olmadan istediği noktaya ulaşabilir. Kurum sadece kendi içinde kullandığı geçiş yolları ya da yönlendiriciler üzerinde hangi subnet'e nasıl gidilebileceği tanımlamalarını yapmak durumundadır.

Bir İnternet ağını subnet’lere bölmek, subnet maskesi denilen bir IP adresi kullanılarak yapılmaktadır. Eğer maske adresteki adres bit'i 1 ise o alan ağ adresini göstermektedir, adres bit'i 0 ise o alan adresin bilgisayar numarası alanını göstermektedir. Konuyu daha anlaşılır kılmak için bir örnek üzerinde inceleyelim:

ODTU kampusu için bir B-Sınıfı adres olan 144.122.0.0 kayıtlı olarak kullanılmaktadır. Bu adres ile ODTU 65.536 adet bilgisayarı adresleyebilme yeteneğine sahiptir. Standart B- Sınıfı bir adresin maske adresi 255.255.0.0 olmaktadır. Ancak bu adres alındıktan sonra ODTÜ’nun teknik ve idari yapısı göz önünde tutularak farklı subnet yapısı uygulanmasına karar verilmiştir. Adres içindeki üçüncü octetinde ağ alanı adreslemesinde kullanılması ile ODTU’ DE 254 adede kadar farklı bilgisayar ağının tanımlanabilmesi mümkün olmuştur. Maske adres olarak 255.255.255.0 kullanılmaktadır. İlk iki octet (255.255) B-Sınıfı adresi, üçüncü octet (255) subnet adresini tanımlamakta, dördüncü octet (0) ise o subnet üzerindeki bilgisayarı tanımlamaktadır.

144.122.0.0 ODTU için  kayıtlı adres

255.255.0.0  Standart B-Sınıfı adres maskesi Bir ağ, 65536 bilgisayar

255.255.255.0 Yeni maske, 254 ağ, her ağda 254 bilgisayar

ODTU de uygulanan adres maskesi ile subnetlere bölünmüş olan ağ adresleri merkezi olarak bölümlere dağıtılmakta ve her bir subnet kendi yerel ağı üzerindeki ağ parçasında 254 taneye kadar bilgisayarını adresleyebilmektedir. Böylece tek bir merkezden tüm üniversitedeki makinaların IP adreslerinin tanımlanması gibi bir sorun ortadan kaldırılmış ve adresleme yetkisi ayrı birimlere verilerek onlara kendi içlerinde esnek hareket etme kabiliyeti tanınmıştır. Bir örnek verecek olursak: Bilgisayar Mühendisliği bolumu için 71 subneti ayrılmış ve 144.122.71.0 ağ adresi kullanımlarına ayrılmıştır. Böylece, bolum içinde 144.122.71.1 den 144.122.71.254 'e kadar olan adreslerin dağıtımı yetkisi bolumun kendisine bırakılmıştır. Ayni şekilde Matematik bolumu için 144.122.36.0, Fizik bolumu için 144.122.30.0 ağ adresi ayrılmıştır.

C-Sınıfı bir adres üzerinde yapılan bir subnetlemeye örnek verecek olursak:

Elinde C-Sınıfı 193.140.65.0 adres olan bir kurum subnet adresi olarak 255.255.255.192 kullandığında

          193.140.65.0             11000001 10001100 01000001 00000000

          255.255.255.192 11111111 11111111 11111111 11000000

                                       <---------------------------------->|<-------->

                                                   ağ numarası alanı                |  Bilgisayar numarası

elindeki bu adresi dört farklı parçaya bölebilir. değişik subnet maskeleri ile nasıl sonuçlar edinilebileceği ile ilgili örnek bir tablo verecek olursak :

Tablo 2.3.1 Örnek alt ağların ağ maskeleri ve bilgisayar IP' leri

2.3.2 Özel Adresler:

İnternet adreslemesinde 0 ve 255'in özel bir kullanımı vardır. 0 adresi, İnternet üzerinde kendi adresini bilmeyen bilgisayarlar için (Belirli bazı durumlarda bir makinanın kendisinin bilgisayar numarasını bilip hangi ağ üzerinde olduğunu bilmemesi gibi bir durum olabilmektedir) veya bir ağın kendisini tanımlamak için kullanılmaktadır (144.122.0.0 gibi). 255 adresi genel duyuru "broadcast" amacı ile kullanılmaktadır. Bir ağ üzerindeki tüm istasyonların duymasını istediğiniz bir mesaj genel duyuru "broadcast" mesajıdır. Duyuru mesajı genelde bir istasyon hangi istasyon ile konuşacağını bilemediği bir durumda kullanılan bir mesajlaşma yöntemidir. örneğin ulaşmak istediğiniz bir bilgisayarın adi elinizde bulunabilir ama onun IP adresine ihtiyaç duydunuz, bu çevirme isini yapan en yakın "name server" makinasının adresini de bilmiyorsunuz. Böyle bir durumda bu isteğinizi yayın mesajı yolu ile yollayabilirsiniz. bazı durumlarda birden fazla sisteme bir bilginin gönderilmesi gerekebilir Böyle bir durumda her bilgisayara ayrı ayrı mesaj gönderilmesi yerine tek bir yayın mesajı yollanması çok daha kullanışlı bir yoldur. yayın mesajı yollamak için gidecek olan mesain IP numarasının bilgisayar adresi alanına 255 verilir. örneğin 144.122.99 ağı üzerinde yer alan bir bilgisayar yayın mesajı yollamak için 144.122.99.255 adresini kullanır. yayın mesajı yollanması birazda kullanılan ağın fiziksel katmanının özelliklerine bağlıdır. Mesela bir Ethernet ağında yayın mümkün iken noktadan noktaya (point-to-point) hatlarda bu mümkün olmamaktadır.

Bazı eski surum TCP/IP protokolüne sahip bilgisayarlarda yayın adresi olarak 255 yerine 0 kullanılabilmektedir. ayrıca yine bazı eski sürümler subnet kavramına hiç sahip olmayabilmektedir.