ana sayfa : araştırma : TCP-IP ve İnternet : TCP-IP ve İnternet [ 1 / 7 ] 

I. TCP/IP ve INTERNET

1.1 TCP/IP’nin Tarihi Gelişimi

       TCP/IP ilk olarak 1970’li yılların başında Amerikan Savunma Bakanlığı’na bağlı İleri Araştırma Ajansı’nın (Advanced Research Projects Agency,ARPA) savunma amaçlı projelere destek vermek üzere paket anahtarlamalı ağ deneylerinde kullanılmaya başlanmıştır. Bu proje Amerika’da bulunan bilgisayarların bir felaket halinde bile ayakta kalabilmesini sağlamak ve iletişimini devam ettirmesi için gerekli unsurları kapsayacak şekilde tasarlanıyordu. Bu nedenle ARPA geliştirdiği paket anahtarlamalı deneysel çalışmaları ilk olarak WAN (Wide Area Network)’lara uygulamaya başladı daha sonra geliştirilen bu sistemi LAN (Local Area Network) sistemlerine göre de adapte etmeye başladı.

       1980’li yılların başlarında Berkeley’in UNIX 4.2 versiyonu da tam olarak TCP/IP protokolünü içermeye başladı. Sonuç olarak bu protokol kümesinin kullanılma alanının artışı diğer network sistemlerinde de kullanılmasına sebep oldu.  1983 yıllarında ise TCP/IP protokolü artık bütün yerel ve genel ağlarla birlikte askeri çalışmalarında standardını teşkil etmektedir.    

Şekil-1 TCP/IP protokolünün yıllara göre kullanıcı sayısı

Yapılan çalışmalar sonucu TCP/IP protokolü 1990 yıllarının sonunda her türlü işletim sistemi ve ağ ortamına uyumlu olması ve OSI standartları ile etkileşimli olması nedeniyle çok fazla kullanılır hale gelmiştir. Bu nedenle Internet bağlantıları için TCP/IP ve bileşenleri kaçınılmaz hale gelmiştir.

TCP/IP protokolünün sağlamış olduğu bazı avantajlar aşağıda belirtilmiştir.

·         32 bitlik işlem yapan ve korumalı modda çalışan Microsoft TCP/IP protokolü standart bellek kullanmaz.

·         DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol – Dinamik Bilgisayar Ayarlama Protokolü) protokolünü TCP/IP desteklemektedir. Bu protokol, IP adreslerini otomatik olarak iletişim ağı üzerinde bulunan tüm bilgisayarlara dağıtma görevini üstlenmektedir.   

·         TCP/IP, IP adreslerini bilgisayar isimlerine dönüştürmek üzere otomatik olarak çözümlenmesini sağlayan WINS (Windows Internet Naming Service)‘i desteklemektedir. Örneğin tef.gazi.edu.tr gibi bir NetBIOS ismi  WINS ile 194.27.12.2 gibi bir IP adresine dönüştürülür.

·         TCP/IP protokolü dial-up Internet bağlantılarında TCP/IP tabanlı hizmet birimlerine uzaktan erişimi sağlayan Point-to-Point Protocol (PPP – Noktadan Noktaya Protokol) ve Serial Line IP (SLIP) protokollerini desteklemektedir.

·         TCP/IP uygulamalarında TELNET, FTP ve HTTP gibi birçok hizmet birimi TCP/IP protokolü tarafından desteklemektedir.

1.2 TCP/IP ve OSI Katman İlişkisi

       OSI başvuru modeli, bilgisayar ağlarında iletişim halinde olan bilgisayarların haberleşme süreci boyunca işlemleri katmanlar düzeyinde tanımlayan bir örnek modeldir. Bu modelde veri haberleşmesi için yapılması gereken tüm iş birbirinden bağımsız olarak işleyecek şekilde parçalara ayrılmış ve her parçaya ait görev tanımlamaları yapılmıştır. OSI başvuru modeli diğer tüm protokollerin veya standartların açıklanmasında örnek bir başvuru modeli olmuştur.

       OSI standardı ISO tarafından 1979 yılında yayınlandı. Genel yapısı bir düğümün iletişim sürecini çok katmanlı bir yapı şeklinde tanımlamaktır. OSI modelinde bir uç düğümde, her biri farklı işlevlere sahip 7 katman tanımlıdır. Uç bilgisayarlarda 7 katmanın tamamı bulunurken, bilgisayar ağında yer alan ara düğüm cihazlarda daha az sayıda katman bulunabilmektedir. Mesela ağ içinde kullanılan tekrarlayıcılar yalnızca 1.katmana, köprü ve anahtar cihazları 1. ve 2.katmana, yönlendiriciler ise ilk 3 katmana ait işlevlere sahiptir.

1.2.1 OSI Modeli Mimarisi   

       OSI başvuru modelinde hiyerarşi bir yapı söz konusudur. Bu modele göre en üst katmanda kullanıcı programları en alt katmanda ise verinin bit düzeyinde iletilip alınması ve gönderilmesi için protokol kümeleri ve kablo bağlantıları vardır.  Ara katmanlar ise bu iki katman arasında gerekli uygulamaları içerir. Her katman bir üst katmana hizmet sunarken bir alt katmandan kendi için hizmet ister. Şekil-2’de OSI modeli katmanlar arası ilişkiler belirtilerek gösterilmiştir. Bu katmanların oluşturulmasında uygulanan prensipler aşağıda belirtilmiştir. 

1.Değişik seviye bir ayırım gerektiğinde bir tabaka oluşturulmalıdır.

2.Her tabaka iyi tanımlanmış bir fonksiyonu yerine getirmelidir.

3.Her tabakanın fonksiyonu uluslararası standartlaştırılmış protokoller açısından      seçilmelidir.

4.Tabaka sınırları arabirimler arası bilgi akışını en aza indirecek şekilde seçilmelidir.

5.Tabakaların sayısı belirgin fonksiyonların aynı tabakalar üzerinde atlama yapmayacak kadar geniş, mimariyi hantallaştırmayacak kadar az olmalıdır.

7.      Uygulama Katmanı: Ağın kullanıcıya bakan kısmıdır. Bu katman uygulama programlarının ağa erişimi için gerekli olan işlevleri kapsar. Kullanıcının etkileşimde bulunduğu uygulama programları doğrudan bu katmanla iletişim içindedir. Bu katman içinde dosya transferi FTP, elektronik mektup E-MAIL, ağ yönetimi SNMP ve TELNET gibi standartlar geliştirilmiştir.

6.      Sunum Katmanı: Bilgisayarlar arasında gönderilecek olana verinin gönderilme biçimini ve düzenlenmesini sağlar. Bu katmanda verinin şifrelenmesi, şifresinin çözülmesi, sıkıştırılması, açılması, ASCII dönüşümü ve ters dönüşümü yapılması gibi işlemler bu katmanda yapılmaktadır.

5.      Oturum Katmanı: Uç düğümler arası gerekli oturumun kurulması, yönetimi ve sonlandırılması işleri bu katmanda düzenlenir. Ayrıca yarıda kesilen oturumun kaldığı yerden devam etmesi için bir senkronizasyon noktasından başlayarak iletimin devam etmesini sağlar.

4.      Taşıma Katmanı: Bilginin son kullanıcıda hatadan arındırılmış olarak elde edilmesini sağlar. Ulaşım katmanının oluşturduğu bilgi bloklarına segment adı verilir ve veriler ağ üzerinde segmentler olarak taşınır. Ulaşım katmanı sırası bozulmuş olan segmentleri numaralandırarak sıraya koyar.

3.      Ağ Katmanı: Veri paketlerinin ağ üzerinde bir yerden başka bir yere gönderilirken çeşitli ağ cihazları (router,bridge,switch) üzerinden geçirilip yönlendirilerek alıcısına ulaşmasını sağlayan işlevlere sahiptir. Veri paketinin ağ üzerinde alıcısına giderken ağ koşullarına, önceliklere ve ağın durumuna göre uygun yönlendiriciyi seçerek hangi yolun uygun olduğu bu katmanda değerlendirilir. TCP/IP’nin IP protokolü bu bölümde yer almaktadır.  

2.      Veri Bağı Katmanı: Gönderilecek bilginin hatalara karşı bağışık bir yapıda lojik işaretlere dönüştürülmesi, alıcıda hataların sezilmesi, düzeltilemiyorsa doğrusunun elde edilmesi için göndericinin uyarılması gibi işlevleri vardır. Bu katmanda fiziksel katmanda belirtilen ağ cihazlarının birbirleri ile iletişimini sağlayan 802.3, 802.4 ve 802.5 gibi çeşitli ethernet protokolleri vardır.     

1.      Fiziksel Katman: Verinin fiziksel olarak hat üzerinden aktarılması için gerekli işlevleri kapsar. Bu katmanda bit düzeyinde veri iletişimi söz konusudur verinin doğruluğu ile ilgilenilmez. Fiziksel katman adından da anlaşılacağı üzere kablo bağlantılarının, ağ kartlarının, ağ bağlantı cihazlarının ve ağın donanımsal özelliklerini içeren katmandır.

Yukarıda özelliklerine değindiğimiz katmanlar, bir veri paketinin bir uçtan diğer bir uca gönderilmesi sırasında çeşitli zamanlarda görev alarak verinin iletilmesi için gerekli olan kontrol ve yöntemleri uygulayarak veri transferini  gerçekleştirmeye yarar.  

1.2.2 TCP/IP’ nin Yapısı

       TCP/IP protokol OSI standartlarını esas almak üzere toplam 4 katmandan oluşmaktadır. OSI standardında bulunan 7 katman TCP/IP mimarisinde 4 katmanda birleştirilmiş ve benzer işlevlere sahiptir. Ancak TCP/IP protokolü kendi katmanları içinde birbirinden farklı görevlere sahip protokoller içeren bir protokol kümesidir. Aşağıdaki şekilde OSI ve TCP/IP mimarileri karşılaştırmalı olarak görülmektedir.     

                                  Şekil–3 TCP/IP Protokolü ve OSI Katman İlişkisi

1.2.3 Niçin TCP/IP ?

·         IBM, 3Com, DEC, Sun, HP ve benzeri firmaların çoğu TCP/IP protokolünü benimsemişlerdir.

·         Her türlü bilgisayar ortamında rahatlıkla çalışmaktadır.(PC, Server, İş İstasyonu, Mainframe gibi)

·         Unix ortamına çok iyi entegrasyon sağlar.

·         Dinamik router(yönlendirici) teknolojisini destekler.

·         İstemci – server mimarisini destekler.

·         Ethernet, X.25 ve Token Ring gibi birçok yerel ve genel ağ protokollerini destekler.

·         Peer to peer (noktadan noktaya) mimarisini destekler.