4 OSI ve katmanlı iletişim

Ağ iletişimi tek bir işlem değildir. Bir web isteğinde uygulama verisi, taşıma bilgisi, IP adresleme bilgisi ve yerel bağlantı bilgisi farklı görevleri üstlenir. Katmanlı düşünme, bu görevleri birbirinden ayırarak hem öğrenmeyi hem de sorun gidermeyi kolaylaştırır.

OSI modeli ve katmanlı iletişim yaklaşımının özeti.

OSI modeli ve katmanlı iletişim yaklaşımının özeti.
NoteBu haftanın kapsamı

Derste işlenecek: katman kavramı, OSI’nin yedi katmanını tanıma, özellikle 1–4. katmanların görevi, kapsülleme, protokol–katman eşleştirmesi ve sorun giderirken katmanlı düşünme.

Kendiniz okuyun: 5–7. katmanların ayrıntılı işlevleri; cihaz–katman eşleştirmelerinin geniş listesi.

Sınav dışı / bilgi amaçlı: her protokolü tek ve değişmez bir OSI kutusuna zorla yerleştirme; üreticiye özgü katman terminolojileri.

4.1 Bu bölümün sonunda

  • Katmanlı model kullanmanın amacını açıklayabilecek,
  • OSI’nin yedi katmanını sırayla tanıyabilecek,
  • Fiziksel, veri bağlantı, ağ ve taşıma katmanlarının temel görevlerini ayırt edebilecek,
  • Ethernet/MAC, IP ve TCP/UDP kavramlarını uygun katmanlarla ilişkilendirebilecek,
  • Kapsülleme sırasında veriye hangi tür bilgilerin eklendiğini açıklayabilecek,
  • Bir bağlantı sorununu katmanlara göre daraltabileceksiniz.

4.2 Neden katmanlara ayırıyoruz?

Bir ağ iletişimini tek parça olarak düşünürsek “internet çalışmıyor” şikâyeti çok geniş kalır. Katmanlar şu tür soruları sırayla sormamızı sağlar:

  • Kablo veya Wi-Fi bağlantısı var mı?
  • Yerel Ethernet iletişimi kuruluyor mu?
  • Cihazın geçerli IP yapılandırması var mı?
  • Uçtan uca TCP/UDP iletişimi kurulabiliyor mu?
  • Uygulama doğru protokolü ve hizmeti kullanıyor mu?

Her katman alt katmanın sunduğu hizmeti kullanır ve üst katmana daha soyut bir hizmet sunar.

4.3 OSI modelinin yedi katmanı

No Katman Bu derste temel fikir
7 Uygulama Kullanıcıya/uygulamaya yakın ağ hizmetleri
6 Sunum Veri gösterimi, kodlama ve bazı dönüşümler
5 Oturum İletişim oturumlarının yönetimi fikri
4 Taşıma Uçtan uca iletişim; TCP/UDP ve portlar
3 Ağ IP adresleme ve ağlar arası iletim
2 Veri bağlantı Ethernet/Wi-Fi çerçevesi ve MAC adresleme
1 Fiziksel Bitlerin kablo, fiber veya radyo üzerinden taşınması

Bu tabloda özellikle 1–4. katmanlar dersin geri kalanında tekrar tekrar karşımıza çıkacaktır. 5–7. katmanların ayrıntılı ayrımı bu ders için ikinci plandadır.

4.4 İlk dört katmanı somutlaştırmak

4.4.1 Fiziksel katman

Fiziksel katman bitlerin ortam üzerinden taşınmasıyla ilgilidir. Kablo, fiber, radyo sinyali, konnektör ve link durumu bu katmanı düşünürken akla gelen öğelerdir.

Örnek sorun: Ethernet kablosu çıkarılmış, portta link ışığı yok.

4.4.2 Veri bağlantı katmanı

Aynı yerel bağlantı içindeki iletişimle ilgilenir. Ethernet çerçevesi ve MAC adresi temel örneklerdir.

Örnek sorun: Switch portu çalışıyor ama cihazın yerel Ethernet iletişiminde hata var.

4.4.3 Ağ katmanı

IP adresleme ve farklı ağlar arasında paket iletimi bu katmanın temel konusudur.

Örnek sorun: Cihazın IP adresi veya prefix’i yanlış; varsayılan gateway’e ulaşamıyor.

4.4.4 Taşıma katmanı

Uygulamalar arasındaki uçtan uca iletişim ve portlar burada düşünülür. TCP ve UDP temel örneklerdir.

Örnek sorun: Sunucuya IP düzeyinde erişiliyor ancak gerekli TCP portundaki hizmet kapalı.

4.5 Kapsülleme: “bilgi ekleniyor” ne demektir?

Bir uygulama veri gönderdiğinde alt katmanlar kendi görevlerini yerine getirebilmek için verinin önüne veya gerektiğinde sonuna kontrol bilgileri ekler. Bunu iç içe kutular gibi düşünebilirsiniz:

Ethernet çerçevesi
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│ Ethernet başlığı                                    │
│   IP paketi                                         │
│   ┌──────────────────────────────────────────────┐   │
│   │ IP başlığı                                   │   │
│   │   TCP/UDP bölümü                             │   │
│   │   ┌──────────────────────────────────────┐   │   │
│   │   │ TCP/UDP başlığı                     │   │   │
│   │   │   Uygulama verisi                   │   │   │
│   │   └──────────────────────────────────────┘   │   │
│   └──────────────────────────────────────────────┘   │
└──────────────────────────────────────────────────────┘

Gönderici tarafında bu işlem kapsülleme (encapsulation) olarak düşünülebilir. Alıcı tarafında başlıklar ilgili katmanlarca işlenir ve uygulama verisine doğru ilerlenir.

ImportantBaşlıklar aynı işi yapmaz

Ethernet başlığı yerel bağlantı için MAC bilgisi taşırken IP başlığı ağlar arası adreslemeye, TCP/UDP başlığı ise uygulama uçlarının portlarına ilişkin bilgi taşır. “Her katman bir şey ekliyor” cümlesinin asıl anlamı budur.

4.6 OSI ile TCP/IP modeli arasındaki ilişki

Gerçek internet protokol yığını çoğunlukla TCP/IP modeliyle anlatılır. OSI modeli ise öğrenme ve sorun giderme için çok yararlı bir referans çerçevesidir.

Basitleştirilmiş eşleme:

OSI TCP/IP bağlamı
7–5 Uygulama/Sunum/Oturum Uygulama
4 Taşıma Taşıma
3 Ağ İnternet
2–1 Veri bağlantı/Fiziksel Ağ erişimi

Bu eşleme birebir “her teknoloji yalnızca tek kutudadır” anlamına gelmez. Modelin amacı karmaşık sistemi anlaşılır parçalara ayırmaktır.

4.7 Protokol ve cihazları katmanlarla ilişkilendirmek

Örnek Baskın ilişki
Ethernet, MAC Katman 2
IP Katman 3
TCP, UDP, port Katman 4
HTTP, DNS uygulama davranışı Uygulama katmanı bağlamı
Switch Temel olarak Katman 2
Router Temel olarak Katman 3

Bu tabloyu cihazların tüm yeteneklerini açıklayan kesin bir sınıflandırma olarak görmeyin. Örneğin modern bir güvenlik cihazı birden fazla katmandaki bilgiyi inceleyebilir.

4.8 Sorun giderirken katmanlı düşünme

Şikâyet: “Web sitesi açılmıyor.”

Rastgele ayar değiştirmek yerine aşağıdan yukarı doğru kanıt toplayabiliriz:

  1. Fiziksel: Link/Wi-Fi bağlantısı var mı?
  2. Veri bağlantı: Yerel ağ bağlantısı kurulmuş mu?
  3. Ağ: Geçerli IP/prefix/gateway var mı? Gateway’e erişiliyor mu?
  4. Taşıma: Hedef hizmete bağlantı kurulabiliyor mu?
  5. Uygulama: DNS adı doğru çözülüyor mu? HTTP yanıtı geliyor mu?

Bu sıra her sorunda birebir uygulanmak zorunda değildir; fakat belirsiz şikâyeti teknik sorulara dönüştürür.

4.9 Kendiniz okuyun: üst katmanlar

OSI’nin oturum, sunum ve uygulama katmanları gerçek sistemlerde çoğu zaman tek tek görünür sınırlar hâlinde karşımıza çıkmaz. Bu derste şu tanıma düzeyi yeterlidir:

  • Oturum: iletişim oturumunun kurulması/sürdürülmesi fikri.
  • Sunum: veri biçimi, kodlama ve dönüşüm fikri.
  • Uygulama: kullanıcıya yakın ağ hizmetlerinin çalıştığı düzey.

Bu üç katmanın ayrıntılı örneklerini ezberlemeniz beklenmez.

4.10 Kendinizi kontrol edin

  1. Kablo çıkarılmışsa sorun hangi katmandan başlamalıdır?
  2. IP adresi ve router hangi katmanla en güçlü ilişkiye sahiptir?
  3. Port numarası hangi katmanda ele alınır?
  4. Kapsüllemede uygulama verisinin çevresine neden farklı başlıklar eklenir?
  5. OSI modelini kullanmanın sorun giderme açısından temel yararı nedir?
  1. Fiziksel katman.
  2. Ağ katmanı (Katman 3).
  3. Taşıma katmanı (Katman 4).
  4. Her katmanın kendi görevini yerine getirmek için gerekli kontrol/adresleme bilgisini taşıması için.
  5. Belirsiz bir sorunu katmanlara ayırarak hangi düzeyin çalışıp hangisinin sorunlu olduğunu sistematik biçimde daraltmaktır.

4.11 Bölüm özeti

  • OSI modeli ağ iletişimini yedi katmana ayıran kavramsal bir modeldir.
  • Bu derste 1–4. katmanlar çekirdek önemdedir.
  • Ethernet/MAC Katman 2, IP Katman 3, TCP/UDP ve portlar Katman 4 bağlamında düşünülür.
  • Kapsülleme sırasında uygulama verisi farklı katmanların başlıklarıyla iç içe taşınır.
  • Katmanlı düşünme, “internet yok” gibi belirsiz şikâyetleri teknik ve test edilebilir sorulara dönüştürür.
Back to top