Ağlar fiziksel büyüklük ve coğrafi yerleşimlerine göre Yerel Alan Ağları (LAN-Local Area Network), Şehir Alan Ağları (MAN-Metropolitan Area Network), Geniş Alan Ağları (WAN-Wide Area Network) olarak sınıflandırılırlar. LAN’lar yaklaşık 7_km’ye kadar mesafe içerisindeki aynı oda, bina veya kampüste bulunan, birbiriyle
bağlantı halindeki bilgisayarların oluşturduğu ağlardır. MAN’lar 7 km – 100 km arasındaki mesafeler içerisinde haberleşen ağlardır. WAN’lar ise 100_km’den daha büyük olan şehirler ve ülkelerarası sistemlerin haberleşmesini sağlayan büyük ağlardır.
Ağların kablolama bağlantı biçimlerine ağ mimarisi veya topolojisi denir. Ağ topolojileri; yıldız (star), halka (ring), yol (bus), ağaç (tree), örümcek ağı (mesh) türlerinden oluşur (Şekil 2.1).
(b)
(e) (a)
(c) (d)
Şekil 2.1. Topolojiler a) Star, b) Ring, c) Bus, d) Tree, e) Mesh
Ağ iletim ortamları kablosuz ve kablolu olarak sınıflandırılır. Kablosuz iletim, kızıl ötesi ışık (IF-Infrared Frequency) veya radyo frekans (RF-Radio Frequency) ile yapılır. Kablolu iletim ise genelde çiftli burgulu (twisted pair), koaksiyel (coaxial), fiber optik (fibre optic) olarak üç tür kablo ile yapılır. Çift burgulu ve koaksiyel kablolar daha çok LAN’larda kullanılırken, fiber optik kablolar MAN ve WAN’larda kullanılır. Bu kabloların da sağladıkları veri iletim hızları, iki düğüm arasındaki kayıpsız en uzun veri iletim mesafeleri ve veri bozucu unsurlara karşı koruma
özelliklerine göre kendi aralarında çeşitleri vardır. Veri iletişiminde kullanılan kablolar EIA-568/A ve ISO-11801 standartları ile sınıflandırılır. Kurulacak ağın özelliklerine göre en uygun kablo türü seçilir.
Ağ iletim yöntemleri Temelband (Baseband), Genişband (Broadband), Taşıyıcıband (Carrierband) olarak üç çeşittir. Band genişliği, verilen bir zamanda kaynaktan hedefe ne kadar bilgi iletilebileceginin ölçüsüdür. Band genişliğinin ölçü birimi “bps”dir (bit per second, bit/saniye). Tüm haberleşme sistemleri için ortak olarak tanımlanan bu terim, sistemlerin kapasitesini ifade etmek için kullanılır. Temelband iletimde, kablonun band genişliği herhangi bir anda sedece bir veri akışına izin verir. Genişband iletimde ise band genişliği alanlara bölünmüştür. Her bir alan kodlanmış bilgi taşır, tek kablo üzerinden aynı anda çoklu veri akışına izin verilir [29]. Taşıyıcıband iletimde tüm veri sinyalleri tek bir taşıyıcı frekans üzerine modüle edilerek taşınır [30].
Ağdaki düğümlerin ağ ortamına erişim teknikleri, Çarpışma Sezen, Taşıyıcı Duyarlı Çoklu Erişim (CSMA/CD-Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) ve jeton (token) izleme yöntemlerinden geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin birbirlerine göre farklı özellik ve faydaları vardır.
CSMA/CD yönteminde, ağdaki düğümler sürekli olarak ortamı dinlerler. Eğer ortam meşgul ise ortamın serbest kalmasını beklerler. Ortam boş iken mesajlarını yollarlar. Eğer aynı anda birden fazla düğüm ortama mesaj göndermişse bu mesajlarda çarpışma meydana gelir ve mesajlar bozulur. Ortamı dinleyen düğümler bu durumu sezince mesajlarının iletilemediğini anlarlar ve rastgele kısa bir süre bekleyip mesajlarını tekrar ortama yollarlar. Mesajlar ağ ortamındaki tüm düğümlere ulaşır; Fakat, sadece varması gereken hedef düğüm tarafından işlenir, diğer düğümler tarafından dikkate alınmaz. Her düğüm sadece kendisine yollanan mesajı işler. Jeton izleme yönteminde, ağ içerisinde önceden belirlenen sıra veya koşullara göre jeton adı verilen bir kontrol mesajı üretilir. Jetonu alan düğüm ağa erişim ve mesaj yollama hakkına sahiptir. Mesajını yollayan düğüm daha sonra jetonu sıradaki düğüme iletir ve bu işlemler periyodik olarak tekrarlanır.
Ağlardaki haberleşme teknikleri yayın (broadcasting) ve anahtarlamalı (switching) olmak üzere iki tiptir [31].
Yayın haberleşme tekniğinde, ağdaki tüm düğümler tarafından paylaşılan tek bir hat/kanal vardır. Ağdaki düğümlerden birisi bağlı olduğu hatta bir mesaj veya paket yolladığı zaman tüm düğümler bu mesajı alırlar. Mesajı alan düğümler mesajın adres kısmını kontrol ederler. Sadece mesajın iletildiği düğüm bu mesajı işlerken diğerleri dikkate almazlar.
Anahtarlamalı haberleşme tekniğinde, ağı oluşturan düğümler arasında çok sayıda hat vardır. Bu tekniğe uçtan uca haberleşme sistemi de denir. Haberleşme, mesajların bu hatlar üzerinden anahtarlanması ile yapılır. Anahtarlamalı ağların Devre Anahtarlama (Circuit Switching), Mesaj Anahtarlama (Message Switching) ve Paket Anahtarlama (Packet Switching) çeşitleri vardır.
Devre Anahtarlama tekniğinde, düğümler arasında haberleşme başlamadan önce elektriksel devrelerle fiziksel bir hat açılır/kurulur, bağlantı gerçekleştirilir. Daha sonra düğümler arasında bu hat üzerinden veri aktarımı yapılır. Haberleşme ihtiyacı sona erdiğinde kurulmuş devre/hat kapatılır.
Mesaj Anahtarlama tekniğinde, kaynak ve hedef düğüm arasında önceden fiziksel bir yol atanmamıştır. Mesajlar kaynak düğümden hedef düğüme ortam durumuna göre farklı hatlar üzerinden ulaştırılabilir.
Paket Anahtarlama tekniği mesaj anahtarlama tekniğine benzer. Aradaki fark, paket anahtarlamada mesaj uzunluklarının çok kısa olması, dolayısı ile gecikmelerin çok az olmasıdır.
Ağa bağlı düğümlerin kontrolü merkezi (centered), dağıtık (distributed) ve rastgele (random) olarak sınıflandırılabilir [31].
Merkezileştirilmiş kontrolde, tüm düğümler star topoloji kullanılarak merkezdeki bir kontrol ve izleme birimi tarafından kontrol edilir. Merkezi birim gerektiği zaman,
ilgili düğümler ile haberleşir [32, 33]. Merkezileştirilmiş kontrolde kablolama maliyetlerini düşürmek için bus topoloji de kullanılabilir [33].
Dağıtık kontrolde, ağdaki tüm düğümler gerektiği zaman ilgili düğümler ile doğrudan haberleşir. Düğümler zaman zaman usta (master) adı verilen yönetici, köle (slave) adı verilen yönetilen durumlarında çalışır. Farklı topolojiler bir arada kullanılabilir [33].
Rastgele kontrol yönteminde, ağdaki düğümler hattı izleyerek, boş olduğu zamanlarda kullamaya çalışırlar. Eğer hat meşgul ise rastgele bir bekleme süresinden sonra aynı işleme devam ederek mesaj iletirler. Bu yöntemde farklı topolojiler kullanılabilir [31].
Ağ teknolojileri geliştirilmeye başlandığında, ilgili şirketler, merkezler ve kurumlar kendi standartlarını oluşturarak, teknolojilerinin üstünlüklerini iddia etmiştir. Standartlar “De_Facto” ve “De_Juri” olarak iki sınıfta toplanmaktadır. De_Facto standardları IBM PC ve UNIX gibi kendi isimlerinde standartlaşmış ve kabul görmüş ürünleri olan şirketlerin standart ve markalarıdır. De_Juri standardları ise bazı kabul görmüş otoriteler tarafından konulan kanuni ve resmi standartlardır. International Standards Organisation (ISO), Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) ve Consultative Committee of International Telegraph and Telephone (CCITT) (ismi şimdi International Telecommunications Union -ITU- olarak değiştirildi) bilgisayar haberleşme teknolojisi geliştirip üreten uluslararası en önemli kuruluşlardır. ISO ve IEEE bilgisayar üreticileri tarafından kullanılmak üzere standart geliştirirken, CCITT ulusal ve uluslararası farklı telefon ağlarının bağlantılarını sağlayacak cihaz ve birimlerin standartlarını tanımlar.