Ağ Topolojileri

Ağ Topoloji ÇEşitleri

Haberleşme ağları kaynakların paylaşımını kolaylaştırmak üzere tasarlanmıştır, ancak haberleşme harcamalarını düşürmek, akışı arttırmak ve servislerin gecikmesinin azaltılması da tasarım parametreleridir. Bu nedenle ağın topolojisi göz önüne alınması gereken önemli bir parametredir. Çeşitli ağ topolojileri vardır. Bu bölümde en çok kullanılan topolojiler açıklanacaktır.

Yıldız topolojisi birçok ağda kullanılan bir topolojidir. Şekil 2-1(a)’da da gösterildiği gibi her istasyon bire-bir bağlantı ile merkez siteye bağlanmıştır. Merkez site (hub veya anahtar denir) istasyonlar arası trafiği düzenleme yeteneğine sahiptir. Bu yaklaşımın çekici tarafı; ağa yeni site veya siteler eklense dahi; her sitenin kendine ayrılmış hattı ile haberleşmeye devam edecek olmasıdır.

Yıldız topolojisi, PBX’lerde ve mesaj anahtarlama tabanlı ağlarda yaygın olarak kullanılır. Genelde böyle bir ağa bağlanan istasyonlar başlıca haberleşme görevlerini yerine getiremezler. Bu görevleri merkezi hub yürütür. Bu topolojinin dezavantajı, merkezi hub’ın çökmesi durumunda tüm ağın haberleşmesinin de çökmesidir.

Şekil 2-1(b)’de gösterilen halka topolojisi yıllardır LAN’larda kullanılmaktadır. Her istasyon, halkaya bağlanmıştır ve halkadaki tüm bilgileri alır. Sonuçta bu ağ bir yayın (broadcast) teknolojisi kullanır. Yani, bir istasyonun yayınladığı bir mesaj, halkadaki tüm istasyonlar tarafından alınır. Her bir istasyon halkadan geçen her mesajda bulunan varış adresi bilgisini inceler. Eğer mesajın varış adresi kendi adresi ile eşleşiyorsa istasyon mesajı alır, aksi takdirde istasyon bu mesajı işleme almaz.

Halka genelde tek yönlüdür. Yani, trafik halka çevresinde tek yönlü akar. Ancak günümüzde birçok halka ağı, iki halka kullanmaktadır ve böylece iki yönlü iletim trafiği sağlanabilmektedir.

Şekil 2-1(c)’de gösterilen çizgisel topoloji de halka topolojisine benzerdir ve bir yayın ağıdır. Hattaki her bir istasyon, tüm mesajları inceler fakat sadece kendine ait mesajları dikkate alır. Bu tip ağdaki akış trafiği iki yönlüdür. Gönderici-istasyon işaretleri kanala verir ve bu işaretler her iki yönde de yayılırlar. Bu yaklaşımdan dolayı çizgisel topoloji aynı anda birden fazla istasyonun ortama işaret göndermesini engellemelidir, aksi halde işaretler birbirlerine girişeceklerdir. Çizgisel ağda bu biçimde bir iletişim yöntemi kullanılması, birden fazla istasyonun ortama bilgi iletmesi nedeniyle işaretler arası girişim oluşmasına yol açabilir. Bunu önlemek için hattın paylaşımına olanak tanıyan bir iletişim protokolünün geliştirilmesi zorunludur.

Ağaç topolojisi de veri haberleşme ağlarında yaygın olarak kullanılan bir yaklaşımdır. İletim ortamının belirli tel veya kablolar ile bölünmesi dışında çizgisel topolojiye benzerdir (Şekil 2-1(d)).

Şekil 2-1(e)’de görülen dağınık topoloji fazla düğüm içermeyen bazı ağlarda kullanılır. Her istasyon, diğer tüm istasyonlar ile bağlantılıdır. Bu yaklaşım tam-bağlantılılık isteyen sistemler için kullanışlıdır. Çok kısa bir cevap-zamanı sağlar. Ek olarak, istasyonlar pahalı protokollere ihtiyaç duymazlar çünkü anahtarlama fonksiyonları gerekmez. Bununla birlikte, dağınık topolojili ağlar, her yeni istasyonun ağa eklenmesi ile daha pahalı hale gelirler. Çünkü yeni istasyon ağdaki diğer tüm istasyonlara ayrı ayrı haberleşme hatları ile bağlanmalıdır. Bu nedenle, bu yaklaşım endüstride sınırlı kullanıma sahiptir.

 

Şekil 2-1 Ağ topolojileri 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ağ Transfer Kapasitesi

Giriş

Makineler arası veri iletiminde, kodları oluşturmak için bit katarları kullanılır. Veri iletiminin hızı saniye başına bit (bit/sn) ile tanımlanır. Veri iletimindeki tipik hızlar Tablo 2-1’de görülmektedir.

Veri haberleşme bilgisayarları, kişisel bilgisayara göre daha yavaş çalışmaktadırlar. Bu yavaş hız, veri haberleşmesinde, bilgisayarların iletişim için genelde telefon hatlarını kullanmasından ileri gelir. 1960’larda endüstri; bilgisayarları geliştirip, bunları terminaller ve diğer bilgisayarlarla birbirlerine bağlamaya başladığında; en çok kabul gören ve hazır bulunan iletim ortamı telefon hatlarıydı. Telefon hatları yüksek-hızlı bilgisayarlar arasındaki hızlı iletim için değil, veri iletimi için istenen hızı gerektirmeyen ses iletimi için tasarlanmıştır.

Tablo-2-1 Bağlantı Hızları ve Kullanım Alanları 

 

 

 

 

 

Ağ Tipleri

Giriş

Veri iletim ağları veri haberleşme parçaları ihtiva etmektedirler. Bu parçaların belli bir miktarı kaynakların paylaşımı için beraberce çalıştırılırsa bir ağ oluşturulmuş olur. Bu parçalar arasındaki bilgi alışverişi anahtarlar veya bir çeşit iletim trafiği ile ortam üzerinden sağlanmaktadır.

Telefon ağları veri ağlarına oldukça benzerdir. Çünkü telefon ağının telefon kullanıcısına servis verdiği biçimde, veri ağı da veri haberleşme kullanıcısına (genelde bu bir bilgisayar kullanıcısı olmaktadır) servis vermektedir.

Anahtarlamalı ağlar ve yayın ağları

Ağlar, yayın ağları ve anahtarlamalı ağlar biçiminde sınıflandırılabilir. Yayın ağları birden-çoğa (one-to-many) iletim karakteristiği gösterirler. Bu bir haberleşme cihazı, birden çok cihaza iletim yapmaktadır anlamına gelir. Bu özellik, bir istasyonun birçok alıcıya veri ilettiği radyo ve televizyon yayınlarında görülmektedir.

Yayın ağları yaygın olarak bulunabilen ağlardır çünkü makineler kapalı bir çevre içindedirler ve sınırlı sayıda ortam aracılığı ile işareti tüm istasyonlara göndermek göreceli olarak kolaydır. Ek olarak, yayın tekniği uydu iletiminde de oldukça gözdedir. Uydu istasyonu, trafiği (potansiyel olarak) binlerce alıcıya aktarabilir.

Yayın ağları ile karşılaştırırsak, anahtarlamalı bir ağ birden-çoğa ilişkisi ile iletim yapmak üzere tasarlanmamıştır. Her bir veri paketi fiziksel cihaza (anahtar denir) yollanır ve anahtar veriyi nasıl ileri yollayacağına karar verir. Bu yaklaşım, anahtarlamalı ağlar yayın topolojisini kullanamaz demek değildir (ki gerçekte kullanabilir). Ancak, anahtarlamalı bir ağda trafiği tüm taraflara göndermek ne ekonomik olarak ne de teknik olarak mümkün olmaktadır. 2.3.2 LAN ve WAN’lar (yerel ve geniş alan ağları)

Şimdiye kadar WAN ve LAN’ları tanımlamak ve farklılıklarını göstermek göreceli olarak kolaydı. Bugün bu o kadar kolay değildir çünkü ‘wide area’ ve ‘local area’ terimleri bir zamanlar taşıdıkları anlamları artık taşımıyorlar. Örneğin; 1980’lerde LAN, bir bina ve bir kampüsteki birbirlerine olan uzaklıkları bir kaç yüz veya birkaç bin ayağı geçmeyen parçalardan oluşurdu. Bugün LAN’lar kilometrelerce alan kaplayabiliyorlar.

Yine de, bu ağların belli karakteristikleri farklıdır. Bir WAN genelde üçüncü bir kurum tarafından oluşturulur. Örneğin, bir telefon kurumu ve/veya bir servis sağlayıcı kaynakların sahibidir, kaynakları yönetir ve bu servisleri kullanıcılara satar. Karşılaştırırsak, bir LAN genelde kurumun kendisine aittir (birinci elden sahiplidir). Kablolar ve parçalar kurum tarafından alınır ve ağ kurum tarafından yönetilir.

Tablo-2-2 Yerel ve geniş alan ağları 

LAN ve WAN’lar iletim kapasiteleri açısından da karşılaştırılabilirler. Birçok WAN kbit/sn mertebelerinde çalışır, ancak LAN’lar Mbit/sn mertebelerinde çalışırlar.

Bu iki ağı ayıran bir özellikte de hata oranıdır (iletim hattının hataya sebep verme sıklığı). WAN’lar iletim ortamlarının kat etmek zorunda olduğu geniş coğrafi alanlardan dolayı LAN’lardan daha çok hataya yatkındırlar. LAN’lar göreceli olarak selim ortamlarda çalışırlar çünkü veri haberleşme parçaları nem, ısı ve elektriğin kontrol altında olduğu binalar içindedir.

 

 

 

Ağ Parçaları

Giriş

Şekil 2-2’den de görülebileceği gibi veri haberleşme ağları, bir haberleşme ortamına ihtiyaç duyarlar. Örneğin telefon hattı, kiralanmış bir hat veya bir LAN kanalı bu ortamı oluşturulabilir. Geriye kalan parçalar ise organizasyonun ihtiyacına göre değişir. Mutlaka, bilgisayarlar veri haberleşme ağlarının bir parçasıdırlar çünkü ağın amacı bu makineler arasında veri taşımaktır. Birçok ağ LAN’ları kullanırken aynı zamanda uzak mesafe haberleşme hatlarını da kullanmaktadır.

Bugün birçok organizasyon, ağlarına MUX (multiplexer)’lar eklemişlerdir. Bu makineler haberleşme hattını birden çok DTE’nin paylaşmasını sağlar ve böylece, kullanılan hatların sayısını azaltarak büyük tasarruf sağlarlar. Şekil 2-2’de, iki terminal multiplexer yardımı ile host’a giden bir haberleşme hattını paylaşıyorlar. Bu şekil basit bir illüstrasyondur. Bir multiplexer yüzlerce cihazı birden destekleyebilir.

Birçok tesisatta sunucular (server’lar) da kurulmuştur. Sunucunun amacı, iş istasyonlarına fonksiyon desteği sağlamak veya iş istasyonlarının gerçekleştirecek zekiliğe sahip olmadığı veri tabanı ve yazıcı servislerini sağlamaktır.