3 Ethernet, kablolar ve fiziksel bağlantı

“Kablo takılı” bir gözlemdir, kanıt değildir. Kablo takılıyken bağlantı olmayabilir; bağlantı varken de hat kararsız çalışabilir. Bu hafta fiziksel katmanda hangi gözlemin gerçekten kanıt sayıldığını ve bu kanıtları nasıl toplayacağını inceleyeceğiz.

Ethernet, kablo türleri, MAC adresi, PoE ve fiziksel bağlantı sorunlarının özeti.

Bu haftanın kapsamı

Sınavda sorulur: Ethernet’in görevi; MAC adresi ile IP adresinin farkı; broadcast MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF; switch’in kaynak MAC’ten öğrenmesi; bakır kablo kategorileri; 100 m kuralının 5 + 90 + 5 modeli; link ışığının ne kanıtladığı; PoE’de port sayısı ile toplam güç bütçesinin ayrılması.

Sınav dışı (bilgi amaçlı): ayrıntılı RJ45 sonlandırma prosedürü; kablo testerindeki open/short/miswire/split pair terimlerini ezberlemek; fiber konnektör bakımı ve renk kodları; auto-negotiation’ın ayrıntılı duplex analizi.

3.1 Fiziksel bağlantının gerçekten kurulduğunu neye bakarak söylerim?

Cevap üç kanıt düzeyinde toplanır ve hepsi farklı şey söyler:

Gözlem	Ne kanıtlar	Ne kanıtlamaz
Kablo takılı görünüyor	Hiçbir şey	Bağlantının kurulduğunu
Link ışığı yanıyor	İki uç arasında sinyal var	Hattın kaliteli olduğunu
Bağlantı kararlı ve beklenen hızda	Hat sağlıklı	—

Aşağıdaki üç vaka bu üç satırın her birine karşılık geliyor.

3.2 Ethernet nedir?

Ethernet, kablolu yerel ağlarda kullanılan teknoloji ailesidir (Dordal 2023). Üç düzeyde düşünebilirsin:

Fiziksel bağlantı: kablo, konnektör, hız, sinyal.
MAC adresleme: aynı LAN içindeki arayüzleri ayırt etme.
Çerçeve iletimi: switch’in çerçeveleri doğru porta taşıması.

Bu hafta üçünü de, bozuldukları hâlleri üzerinden göreceğiz.

3.3 Vaka 1 — Kablo takılı, link ışığı yok

Kablo : her iki uçta da takılı görünüyor
Switch portu : link ışığı yanmıyor
Bilgisayar : "Media disconnected"

3.3.1 Kanıt ne söylüyor

Link ışığı, iki uç arasında sinyalin kurulduğuna dair ilk kanıttır. Yanmıyorsa fiziksel bağlantı yok demektir — kablonun takılı görünmesi bunu değiştirmez. Konnektör tam oturmamış, kablo içten kopmuş, port arızalı veya karşı uç kapalı olabilir.

Bu noktada IP adresine, DNS’e veya tarayıcıya bakmak kanıt üretmez (4. haftada göreceğimiz katman sırasının nedeni tam olarak budur).

Daraltma sırası:

Kablo iki uçta da tam oturmuş mu? (Tık sesi gelene kadar)
İki uçta da link ışığı var mı?
Bilinen sağlam bir kabloyla sonuç değişiyor mu?
Başka bir portta sonuç değişiyor mu?
Link kuruldu → artık IP yapılandırmasına geçilebilir.
ve 4. adımlar tek değişkenli testlerdir: aynı anda hem kabloyu hem portu değiştirirsen hangisinin sorunlu olduğunu öğrenemezsin.

Üreticiye göre değişir, ilkeye göre değişmez

Link ışığının rengi ve yanıp sönme deseni üreticiye göre farklıdır; kesin yorum için cihaz dokümantasyonu gerekir. Ezberlemen gereken renk değil, ilkedir: ışık, sinyalin kurulduğunun ilk kanıtıdır.

3.4 Vaka 2 — Link var ama bağlantı kararsız

Link ışığı : yanıyor
Belirti : bağlantı zaman zaman kopuyor, hız beklenenin altında
Ölçüm : kablo güzergâhı yaklaşık 120 m

3.4.1 Kanıt ne söylüyor

Link ışığı yanıyor, yani sinyal var — ama sinyalin varlığı hattın sağlıklı olduğunu kanıtlamaz. Buradaki belirleyici kanıt uzunluk.

Bakır Ethernet için sık söylenen “100 metre” ifadesi, yapısal kablolamada toplam kanal uzunluğudur. Doğru model şudur:

5 m patch kablo + 90 m kalıcı hat + 5 m patch kablo = 100 m

Yani duvardaki sabit hattı 100 m yapıp iki uca ayrıca patch kablo eklemek planlama hatasıdır; toplam zaten sınırı aşar.

Sınır aşıldığında bağlantı tamamen kesilmeyebilir

En yanıltıcı durum budur. Mesafe aşıldığında hat çoğu zaman “çalışıyor gibi” görünür: hız düşer, yeniden iletim artar, bağlantı ara ara kopar. Bu yüzden “ışık yanıyor, kablo iyidir” sonucuna varılamaz. Sağlıklı tasarım standart sınırlar içinde kalmayı hedefler.

3.4.2 Kablo kategorileri

Kategori adı, kablonun belirli frekans ve hız gereksinimlerini karşılayacak biçimde üretildiğini belirtir:

Kategori	Pratik bağlam	Bilmen gereken
Cat5e	1 Gbps ağlarda çok yaygın	100 m kanal içinde Gigabit için yaygın seçim
Cat6	1 Gbps, uygun koşullarda daha yükseği	parazit ve kurulum kalitesi belirleyici
Cat6A	10 Gbps için yaygın kurumsal seçenek	daha yüksek performans hedefinde tercih edilir

Kategori etiketi tek başına garanti değildir. Uzunluk, sonlandırma kalitesi, konnektörler, ortam ve cihaz portları birlikte belirler.

3.5 Vaka 3 — Access point’ler rastgele yeniden başlıyor

Switch : 8 PoE portlu, toplam PoE güç bütçesi 65 W
Bağlı : 6 access point, her biri en fazla 20 W
Belirti : AP'ler dönüşümlü olarak yeniden başlıyor

3.5.1 Kanıt ne söylüyor

Port sayısı yeterli: 8 port var, 6 cihaz bağlı. Ama gereken güç yetersiz:

6 × 20 W = 120 W  gerekli
             65 W  mevcut bütçe

Power over Ethernet (PoE), Ethernet kablosu üzerinden veriyle birlikte elektrik gücü de taşır. Access point, IP kamera ve VoIP telefon gibi cihazlarda yaygındır. PoE planlamasında iki ayrı soru vardır ve bunları karıştırmak bu vakadaki hatayı üretir:

Switch’te yeterli sayıda PoE portu var mı?
Switch’in toplam güç bütçesi cihazların ihtiyacını karşılıyor mu?

Bütçe aşıldığında switch bazı portları besleyemez; cihazlar sırayla düşüp yeniden başlar. Belirtinin “rastgele” görünmesinin nedeni budur.

Güç sınıflarını tanımak için yaklaşık üst değerler:

Standart	Yaygın ad	PSE tarafında yaklaşık üst güç
IEEE 802.3af	PoE	15 W
IEEE 802.3at	PoE+	30 W
IEEE 802.3bt Type 3	PoE++	60 W
IEEE 802.3bt Type 4	PoE++	90 W

Gerçek kullanılabilir güç ve cihaz tüketimi modele göre doğrulanmalıdır; bu tablo sınıfları tanımak içindir.

3.6 Vaka 4 — Yeni takılan cihaz nasıl konuşmaya başlıyor?

Bir bilgisayar switch’e ilk kez takıldı. Switch onu hiç tanımıyor. İlk çerçeve nasıl hedefe ulaşıyor?

3.6.1 MAC adresi

Bir Ethernet veya Wi-Fi arayüzünün yerel bağlantıda kullanılan adresi MAC adresidir. 48 bittir, altı hexadecimal byte biçiminde yazılır:

3C:52:82:1A:7F:90

MAC ile IP farklı işler yapar:

MAC adresi	IP adresi
Yerel bağlantı düzeyinde kullanılır	Ağlar arası mantıksal adreslemede kullanılır
Ethernet/Wi-Fi arayüzüyle ilişkilidir	Ağ yapılandırmasına göre değişebilir
Switch’in iletim kararlarında önemli	Router’ın ağlar arası iletiminde önemli

Bu ayrımı 9. haftada ARP konusunda yeniden kullanacağız.

3.6.2 Switch nasıl öğrenir?

Switch, gelen her çerçevenin kaynak MAC adresine bakar ve onu giriş portuyla eşleştirir:

Port 1 → AA:AA:AA:AA:AA:01
Port 5 → AA:AA:AA:AA:AA:05
Port 8 → AA:AA:AA:AA:AA:08

Yani switch, cihazlar konuştukça öğrenir. Hedef MAC tabloda varsa çerçeve doğrudan o porta gider. Yoksa gerekli portlara yayılır — ve cevap geldiğinde switch o cihazı da öğrenmiş olur.

3.6.3 Broadcast MAC

Hedefin adresi henüz bilinmiyorken tüm yerel alıcılara ulaşması gereken çerçeveler için özel bir adres kullanılır:

FF:FF:FF:FF:FF:FF

Bu, “bu bağlantıdaki herkes” demektir. Vaka 4’ün cevabı buradadır: yeni cihaz hedefin adresini bilmiyorken önce broadcast ile sorar.

Bunu neden şimdi öğreniyoruz?

haftada iki şey göreceğiz: cihaz IP yapılandırmasını DHCP ile alacak ve ağ geçidinin MAC adresini ARP ile bulacak. İkisi de “hedefi henüz bilmiyorum” durumudur ve ikisi de broadcast ile başlar. Bu haftaki FF:FF:FF:FF:FF:FF, o haftanın ön koşuludur.

3.7 Bilgi amaçlı: sahada karşına çıkacaklar

Ayrı laboratuvar saati olmadığı için aşağıdakiler sınav kapsamı dışındadır; mesleki bağlam için kısaca:

Kablo hazırlama üç adımdır: soy (dış kılıfı uygun uzunlukta aç), sırala (iletkenleri kullanılan standarda göre diz), sık (konnektörü uygun penseyle sonlandır). Kritik fikir şu: renk sırasının doğru görünmesi kaliteli sonlandırma yapıldığı anlamına gelmez. Bükümün fazla açılması veya iletkenin pine tam oturmaması gözle görünmeyen sorun üretir.

Kablo testi bu yüzden gerekir: gözle bakmak yerine ölçümle doğrulamak. Tester terimlerini ezberlemene gerek yok, ilkeyi bil.

Fiber elektriksel sinyal yerine ışık taşır. Single-mode uzun mesafelerde, multi-mode bina içi kısa bağlantılarda yaygındır. Kılıf renkleri ipucu verebilir ama tek başına kesin kanıt değildir; etiket, transceiver ve dokümantasyon birlikte kontrol edilir.

Auto-negotiation: arayüzler hız ve duplex ayarlarını genellikle otomatik görüşür. Güncel ağlarda normal yaklaşım budur; uyuşmayan manuel ayarlar sorun çıkarabilir.

3.8 Ekranda ne gördük

> ipconfig
   Media State . . . : Media disconnected   ← Vaka 1: link yok, IP'ye bakma

   (kablo düzgün takıldıktan sonra)
   IPv4 Address. . . : 192.168.20.45        ← link kuruldu, adres alındı

> getmac                                     ← kendi MAC adresim
   3C-52-82-1A-7F-90

> arp -a                                     ← switch'in öğrendiklerinin istemci tarafı
   192.168.20.1     a0-1b-2c-3d-4e-5f   dynamic
   192.168.20.255   ff-ff-ff-ff-ff-ff   static   ← broadcast MAC

Son satır bu haftanın iki kavramını aynı ekranda gösteriyor: yerel adresleme MAC ile yapılır ve ff-ff-ff-ff-ff-ff “herkes” demektir.

3.9 Sınav provası

Önce kendi cevabını seç; sonra cevap anahtarında her şıkkın neden doğru veya yanlış olduğunu oku. Sınav maddeleri bu mantıkla yazılır.

Madde 1. Bir bilgisayarda kablo her iki uçta takılı görünüyor, ancak switch portunda link ışığı yanmıyor. İlk yapılacak en makul iş hangisidir?

A. DNS sunucusunu değiştirmek
B. Bilgisayarın IP adresini elle vermek
C. Switch’i yeniden başlatmak
D. Bilinen sağlam bir kabloyla değiştirip sonucun değişip değişmediğine bakmak
E. Tarayıcının önbelleğini temizlemek

Madde 2. Bir hat üzerinde link ışığı yanıyor ancak bağlantı ara ara kopuyor ve hız beklenenin altında. Kablo güzergâhı yaklaşık 120 m. En güçlü hipotez hangisidir?

A. Kablo kategorisi Cat6A’ya yükseltilmelidir
B. Link ışığı yandığına göre fiziksel katman kesinlikle sağlıklıdır
C. Kablo hiç bağlı değil
D. Sorun kesinlikle DNS kaynaklıdır
E. Kanal uzunluğu standart sınırı aştığı için hat kararsız çalışıyor

Madde 3. MAC adresi ile IP adresi arasındaki temel fark nedir?

A. MAC yerel bağlantı düzeyinde, IP ağlar arası mantıksal adreslemede kullanılır
B. İkisi aynı işi yapar, yalnız yazım biçimleri farklıdır
C. MAC yalnız kablosuz ağlarda, IP yalnız kablolu ağlarda kullanılır
D. MAC ağ yapılandırmasına göre sürekli değişir, IP sabittir
E. MAC 32 bit, IP 48 bittir

Madde 4. Broadcast MAC adresi hangisidir?

A. 255.255.255.255
B. FF:FF:FF:FF:FF:FF
C. 00:00:00:00:00:00
D. AA:AA:AA:AA:AA:AA
E. fe80::/10

Madde 5. Yeni takılan bir cihaz, hedefin MAC adresini henüz bilmiyorken ilk mesajını nasıl gönderir?

A. ISP’den hedefin MAC adresini ister
B. Rastgele bir MAC adresi deneyerek bulmaya çalışır
C. Broadcast adresini kullanarak yerel ağdaki herkese sorar
D. Switch’in MAC tablosunu okuyarak
E. Mesajı gönderemez, önce yönetici tarafından tanıtılması gerekir

Madde 6. Bir switch, bir MAC adresinin hangi portta olduğunu neye bakarak öğrenir?

A. DHCP sunucusundan tabloyu indirerek
B. Bağlı cihazların ARP tablolarını toplayarak
C. Hedef IP adresine bakarak
D. Gelen çerçevenin kaynak MAC adresini giriş portuyla eşleştirerek
E. Yöneticinin elle girdiği listeden

Madde 7. 100 m bakır Ethernet sınırını 5 m + 90 m + 5 m biçiminde düşünmek neden yararlıdır?

A. Patch kablolarının kalıcı hattan farklı kategoride olabileceğini
B. Kablonun kategorisini belirlemeye yarar
C. Her patch kablonun en az 5 m olması gerektiğini gösterir
D. Kalıcı hattın en fazla 100 m olabileceğini gösterir
E. Sınırın patch kabloları dahil toplam kanalı ifade ettiğini görünür kılar

Madde 8. 12 PoE portu olan bir switch, 12 access point’i mutlaka besleyebilir mi?

A. Hayır; port sayısının yanında toplam PoE güç bütçesi de yeterli olmalıdır
B. Hayır; PoE yalnız 8 porta kadar çalışır
C. Evet; PoE standardı her porta tam güç garanti eder
D. Evet; PoE portu bulunan switch sınırsız güç sağlar
E. Evet; port sayısı yeterliyse güç de yeterlidir

Cevaplar ve gerekçeler

Madde 1 — Doğru: D. Link ışığı yoksa fiziksel bağlantı kurulmamıştır. Bilinen sağlam bir kabloyla test, tek değişkeni değiştiren en ucuz ayırıcı testtir.

A yanlış: Fiziksel bağlantı kurulmamışken isim çözme hiç devreye girmez.
B yanlış: Sinyal yokken IP yapılandırmasına dokunmak hiçbir kanıt üretmez ve çalışan ayarları bozma riski taşır.
C yanlış: Tüm portları etkileyen geniş bir müdahaledir; tek portluk bir belirtide en küçük test değildir.
E yanlış: En üst katmandan başlamak, alt katman kopukken tamamen boşa iştir.

Madde 2 — Doğru: E. Link ışığı sinyalin varlığını gösterir, hattın kaliteli olduğunu değil. 120 m standart kanal sınırını aşar ve belirti tam olarak beklenen belirtidir.

A yanlış: Daha yüksek kategori sinyal kalitesine yardım eder ama kanal uzunluğu sınırını kaldırmaz.
B yanlış: Bu, sorunun kendisi olan yanlış çıkarımdır: ışık sağlığı değil, yalnız sinyali kanıtlar.
C yanlış: Bağlı olmasaydı link ışığı yanmazdı.
D yanlış: Hız ve kararlılık sorunu isim çözmeden gelmez.

Madde 3 — Doğru: A. MAC aynı yerel bağlantı içinde teslim sağlar; IP ağlar arasında adresleme yapar.

B yanlış: Farklı katmanlarda farklı işler yaparlar.
C yanlış: MAC hem kablolu hem kablosuz arayüzlerde vardır; IP de her ikisinde kullanılır.
D yanlış: İlişki ters: IP yapılandırmaya göre değişir, MAC arayüzle ilişkilidir.
E yanlış: Tersine yanlış: MAC 48 bit, IPv4 ise 32 bittir.

Madde 4 — Doğru: B. Ethernet’te bu bağlantıdaki herkes anlamına gelen broadcast MAC adresidir.

A yanlış: Bu bir IPv4 broadcast adresidir, MAC adresi değil. Farklı katmanların adreslerini karıştırmak en sık yapılan hatadır.
C yanlış: Tümü sıfır olan adres broadcast değildir.
D yanlış: Örnek bir MAC adresidir, özel anlamı yoktur.
E yanlış: Bu bir IPv6 link-local bloğudur, MAC adresi değildir.

Madde 5 — Doğru: C. Hedefin adresi bilinmiyorken broadcast kullanılır. DHCP ve ARP’ın ikisi de bu şekilde başlar.

A yanlış: MAC adresleri yalnız yerel ağda anlam taşır; ISP bunu bilemez.
B yanlış: Böyle bir mekanizma yoktur.
D yanlış: İstemci switch’in tablosuna erişemez; tabloyu switch kendi gözlemiyle kurar.
E yanlış: Ethernet’te elle tanıtma gerekmez; switch kendi öğrenir.

Madde 6 — Doğru: D. Switch tablosunu kendisi kurar; cihazlar konuştukça öğrenir.

A yanlış: DHCP adres dağıtır, MAC tablosu dağıtmaz.
B yanlış: ARP istemci tarafında çalışır; switch tabloyu kendi gözlemiyle kurar.
C yanlış: IP’ye bakmak router’ın işidir; switch Katman 2’de çalışır.
E yanlış: Tablo otomatik öğrenilir.

Madde 7 — Doğru: E. 100 m sınırı patch kabloları dahil toplam kanaldır; model bunu görünür kılar.

A yanlış: Model uzunluk bütçesini anlatır, kategori seçimini değil.
B yanlış: Uzunluk modeli ile kategori ayrı konulardır.
C yanlış: 5 m tipik bir örnektir, alt sınır değil.
D yanlış: Kalıcı hat 100 m yapılırsa patch kablolarla toplam sınırı aşar; kalıcı hat için pratik hedef 90 m’dir.

Madde 8 — Doğru: A. Port sayısı ile toplam güç bütçesi iki ayrı kısıttır. Bütçe yetmezse switch bazı portları besleyemez.

B yanlış: Böyle bir port sayısı sınırı yoktur.
C yanlış: Standart port başına sınıf tanımlar, switch’in toplam bütçesini garanti etmez.
D yanlış: Switch’in toplam güç bütçesi sonludur.
E yanlış: En sık yapılan planlama hatası tam olarak budur.

3.10 Tek sayfa özet

“Kablo takılı” kanıt değildir. İlk kanıt link ışığıdır.
Link ışığı sinyalin varlığını kanıtlar, hattın sağlıklı olduğunu değil.
Daraltmada tek değişken değiştir: önce kabloyu, sonra portu.
Bakır Ethernet kanal sınırı 100 m ve bu toplamdır: 5 + 90 + 5.
Sınır aşıldığında bağlantı kesilmeyebilir; yavaşlar ve kararsızlaşır — en yanıltıcı durum budur.
PoE’de iki ayrı kısıt vardır: port sayısı ve toplam güç bütçesi.
MAC yerel bağlantıda, IP ağlar arasında adresler.
Switch, gelen çerçevenin kaynak MAC adresinden öğrenir.
FF:FF:FF:FF:FF:FF broadcast MAC’tir; hedefi bilmeyen cihaz buradan başlar (DHCP ve ARP’ın ön koşulu).

3.11 Bu bölümün kazanımları

Bu bölümü bitiren öğrenci:

Link ışığının neyi kanıtlayıp neyi kanıtlamadığını yorumlar.
MAC adresi ile IP adresinin farklı amaçlarını ayırır.
Broadcast MAC adresini tanır ve ne zaman kullanıldığını açıklar.
Switch’in kaynak MAC adresinden öğrenmesini açıklar.
100 m kanal sınırını 5 + 90 + 5 modeliyle uygular.
PoE’de port sayısı ile toplam güç bütçesini ayırır.
Kablo kategorisini pratik bağlamda yorumlar.

Kaynakça

Dordal, Peter L. 2023. An Introduction to Computer Networks. Release 2.0.11. https://intronetworks.cs.luc.edu/current2/html/.