Bukalemun Tasarım
Internet Nasil Çalisir
Internet, iletislim ve bilgi kaynagi olarak hayatimizda önemli bir
yere sahip. Peki bu dev iletislim aginin altyapisinin nasil
isledigini hiç merak ettiniz mi?
Internetle ilgili söylenecek en önemli sey, internetin sahibinin
olmamasi. internet, büyük ya da küçük hiç fark etmez, aglarin
küresel boyutlarda toplamidir aslinda. Bu aglar, tek basina bir
varlik olan interneti olusturmak amaciyla, farkli biçimlerde
birbirlerine baglanirlar. Aslinda, internet ismi de zaten bu
birbirlerine baglanmis aglardan geliyor: Internet kelimesini
Türkçe'ye çevirmeye çalisirsak, "inter, yani arasinda" ve "net,
yani ag", kelimelerinin birleserek "aglar arasinda" anlamina
gelecek bir kelimeden olustugunu görüyoruz. Internet, baslangiç
tarihi olan 1969'tan itibaren, 4 adet ev sahibi bilgisayardan
milyonlarcasina ulasmayi sürdürerek, gelisimine devam ediyor.
Internetin herhangi bir sahibinin olmamasi, internetin
gelistirilemeyecegi, düzenlenemeyecegi ve sürekliliginin
saglanamayacagi anlamina gelmiyor. "Internet Toplulugu" adi verilen
ve kar amaci gütmeyen bir grup, kurulus tarihi olan 1992'den beri,
internet iletisimi ve kullanimiyla ilgili politika ve protokolleri
olusturup, bir standart haline getirmeye çalisiyor. Internetin
temelinde uzanan yapiyi inceleyerek, alan adi sunuculari (domain
name servers), aga erisim noktalari ve internetin fiziksel
altyapisi hakkinda gerekli bilgileri veriyoruz. Fakat sizler
öncelikle, kendi bilgisayarinizin diger bilgisayarlara nasil
baglandigini ögreneceksiniz.
Ag sebekelerinin hiyerarsisi Bir bilgisayar internete bir agin bir
parçasi olarak baglanir; bu bilgisayar, bizzat sizin evinizdeki
bilgisayar da olabilir. Örnegin, bir modeminiz var ve telefon
hatlari üzerinden bir internet servis saglayiciya (kisaca ISS)
baglaniyorsunuz... Pratikte, artik bir LAN'in (Local Area Network)
yani bir yerel agin parçasisiniz, fakat halen firmanizin sözlesmeli
oldugu bir internet servis saglayicisi araciligiyla internete
baglisiniz. Internet servis saglayiciniza baglandiginizda,
bilgisayariniz servis saglayicinizin bagli oldugu agin bir parçasi
olmustur. Ardindan internet servis saglayiciniz daha büyük bir aga
baglanir ve artik o büyük agin bir parçasi olur. Dolayisiyla, en
basit tanimiyla, internet "aglarin agi"dir. Yukaridaki haritada da
belirtildigi gibi, büyük iletisim sirketlerinin çogu, çesitli
bölgelere baglanan, kendileri için belirlenmis, ayrilmis fiziksel
altyapiya (Backbone) sahiptir. Sirketin her bölgede bir POP'u
(Point of Presence) vardir. POP, yerel kullanicilarin sirketin
agina erisme noktasidir... Bu çogunlukla, bir telefon numarasi ya
da sirketin agi için atanmis özel bir hat araciligiyla saglanir.
Burada sasirtici olan, bütünüyle kontrol altinda olan bir agin söz
konusu olmamasi. Bunun yerine, NAP/Network Access Point'ler (Ag
Erisim Noktalari) üzerinden birbirlerine baglanan çesitli üst
seviye aglar bulunur. Bir örnek vermek gerekirse; A firmasinin
büyük bir internet servis saglayicisi oldugunu farz edelim.
Firmanin, her bir büyük sehirde bir POP'u var. POP, servis
saglayicinin müsterilerinin baglandigi modemlerle dolu bir çatidir
aslinda. A firmasi, POP'lari birbirine baglamak için telefon
sirketinden fiber optik hat kiralar, (örnegin bir önceki sayfadaki
harita, büyük bir servis saglayici firma olan UUNET'in
haritasidir.) Örnegimize devam edelim: B firmasinin ise kurumsal
bir servis saglayici oldugunu farz edelim. B firmasinin belli basli
önemli sehirlerde büyük binalar insa ettigini ve müsterilerin kendi
internet sunucularini (Server) bu büyük binalara yerlestirdiklerini
düsünelim. Böylesine büyük bir sirket olan B, kendi fiber optik
hatlarini kendi binalarinin arasina döseyerek bütün binalari
birbirlerine baglasin.
Bu düzenlemede A firmasinin müsterileri kendi aralarinda, B
firmasinin müsterileri de kendi aralarinda iletisim kurabiliyorlar,
fakat A ve B firmalarinin müsterilerinin birbirleriyle iletisim
kurmalari mümkün degil. Bu sorunun çözümü için A ve B firmasi,
sirketlerin çesitli sehirlerdeki subelerinin NAP ile birbirlerine
baglanmasi ve iki firmanin aglari arasindaki trafigin NAP
araciligiyla akmasi konusunda anlasirlar.
Gerçek internet, çesitli sehirlerdeki NAP'lerin birbirlerine
baglanmalarini ve trilyonlarca byte içeren verilerin kisisel
aglardan akisini saglar. Internet, NAP'ler vasitasiyla
birbirleriyle iliski kurmak konusunda anlasmis devasa aglarin bir
toplamidir.
Bu yolla, internetteki her bir bilgisayar, internet agindaki diger
tüm bilgisayarlara da baglidir. Bölümlerin bir araya getirilisi
NAP'ler üzerinde yer alan bütün ag sebekeleri, Backbone'lar ve
yönlendiriciler (router) birbirleriyle baglanti içerisindedir. Bu
süreçte en inanilmaz olansa, bir bilgisayardan gönderilen bir
mesajin, dünya çapinda yayilmis olan bu aglardan geçerek, mesajin
gönderildigi bilgisayara bir saniyeden daha kisa bir zaman içinde
ulasmasidir.
Bir bilgisayardan digerine aktarilacak olan bilginin hangi yoldan
hedefe ulastirilacagini yönlendiriciler (router) belirler.
Yönlendiriciler, hedefe uzanan binlerce farkli yol üzerinde diger
internet kullanicilari arasindan, sizin mesajinizi gitmesi gereken
bilgisayara ulastiracak özel islevlerle donanmis bilgisayarlardir.
Bir yönlendiricinin iki tane farkli ama birbiriyle ilintili isi
vardir:
? Bir bilginin gitmemesi gereken yere gitmemesini garanti etmek. Bu
çok önemlidir, çünkü büyük yogunlugundaki verilerin alakasiz
insanlara gidisi, gereksiz yere trafigi mesgul eder ve bu
insanlarin baglanti hizlarini olumsuz yönde etkiler.
? Mesajin istenen istikamette gittiginden emin olmak... Bu iki
görevi yerine getirmek için, bir yönlendirici iki ayri bilgisayar
agiyla iliski kurar. Iki ag sebekesine baglanarak, bilgiyi birinden
digerine geçirir. Ayrica, bilginin gereksiz yere bir agin üzerinden
digerine akis trafigini engelleyerek, aglari birbirlerine karsi
muhafaza eder. Yönlendiricinin temel çalisma mantigi ve islevi, bu
birbirine bagli çok sayidaki aga aldirmadan hep ayni kalir.
Internet, binlerce küçük agdan olusan genis bir ag oldugu için,
kesinlikle yönlendirici kullanilmasi gerekir...
1987 yilinda, Amerikali bir kurulus olan NSF/National Science
Foundation (Ulusal Bilim Vakfi), yüksek hizda bir internet fiziksel
altyapisi yaratti. T1 hattiyla 170 tane küçük agin birbirine
baglandigi ve saniyede 1.544 Mbps'lik islem yapabilen bu aga NSFNET
dendi. Bir yil sonra, IBM, MCI ve Merit, NSF'le ortaklasa bir
internet fiziksel altyapisi olusturarak T3'ün (45 Mbps) altyapisini
gelistirdiler. Internetin altyapisi tipik olarak bir fiber optik
telefon hatti gibidir. Telefon hatti, iletisim kapasitesinin
yükseltilmesi için birlestirilmis çesitli fiber optik kablolardan
olusur. Fiber optik kablolarin optik tasiyiciligi OC olarak
gösterilir, örnegin OC-3, OC-12 ya da OC-48 olarak... Bir OC-3
hatti 155 Mbps'lik tasima kapasitesine sahipken, OC-48'in tasima
kapasitesi ise 2.488 Mbps'dir (2,488 Gbps). Bunu standart bir 56K
modemin 56,000 bps tasima kapasitesiyle karsilastirin, günümüz
altyapilarinin nasil çok daha fazla hiza imkan verdigini
göreceksiniz...
Günümüzde kendi yüksek kapasiteli altyapi sina sahip birçok firma
var, ve bunlar dünya çapinda yayilmis olan çesitli NAP'ler ile
birbirlerine bagli. Bu yolla, internetteki herkes, nerede oldugu ya
da hangi sirketi kullandigi hiç önemli degil, gezegenimizdeki
herkesle iletisim kurabilir. Özgürce iletisim kurabilmek için
sirketler arasinda yapilan bu yaygin anlasma, internetin bütününün
nasil devasa bir sey oldugunu gösteriyor.
Internet protokolü internet üzerindeki her bir makine, IP adresi
denen kendi özel kimlik numarasina sahiptir. Internet Protocol'ün
(internet Protokolü) kisaltmasi olan IP, internet üzerinde iletisim
kurabilmek için bilgisayarlarin kullandigi dildir. Bir protokol,
bir servisi kullanmak isteyen biri için o servisle konusabilmesini
saglayan önceden tanimlanmis bir yoldur. Buradaki "biri" bir kisi
de olabilir, fakat çogunlukla web browser gibi bir bilgisayar
programidir.
Tipik bir IP adresi söyledir:
216.27.61.137
Insanlarin hatirlamasini kolaylastirmak için, IP adresleri
genellikle yukaridaki gibi "noktalarla ayrilmis ondalik sayilarla"
gösterilir. Bilgisayarlar için adres farklilasir. Çünkü
bilgisayarlar binary (ikilik Düzen) formda iliski kurarlar.
Yukaridaki IP adresinin binary formundaki hali su sekildedir:
11011000.00011011.00111101.10001001
Bir IP adresi içindeki dört rakama sekizli denir, çünkü binary
formda göründüklerinde her birisinde sayilar 8'li yerlesime
sahiptir. Eger tüm bu 8 basamakli sayilari bir araya getirirseniz
32 basamakli bir sayi elde edilir; iste bu nedenle IP adresleri 32
bit sayilar olarak hesaplanirlar. Her bir sekizli sayi iki farkli
rakamdan olustugu (1 ve 0) için, elde edilebilecek mümkün olan
kombinasyon her bir sekizli için 2 üstü 8 yani 256'dir. Böylece,
her bir sekizli 0 ila 255 arasi bir deger alabilir. 4 adet sekizli
birlestigindeyse 2 üstü 32 ya da 4,294,967,296 farkli deger elde
edilebilir!
Yaklasik 4.3 milyon mümkün olan birlesmenin disinda, tipik bir IP
adresi için belli degerler kisitlanir. Örnegin, 0.0.0.0 IP adresi
varsayilan bir ag için saklanir ve 255.255.255.255 adresi ise ag
üzerindeki ayni anda birçok istemciye yayin yapmak için (broadcast)
kullanilir.
Sekizliler, basit bir sekilde rakamlari ayirmaktan baska bir amaca
hizmet ederler. Bunlar, özel bir is alanini, hükümetle ilgili bir
kurumu ya da ihtiyaç ve büyüklük temelinde ayrilmis isletmeleri
sinirlandirmak için kullanilir. Sekizliler iki bölüme ayrilir: Net
(ag) ve host (ev sahibi bilgisayar). Ag bölümü genellikle birinci
sekizliyi kapsar. Bir bilgisayarin bagli oldugu ag sebekesini
tanimlamak için kullanilir. Bazen node da (dügüm) denen ev sahibi
bilgisayar ise, ag sebekesi üzerindeki gerçek bir bilgisayari
tanimlar. Ev sahibi bilgisayar bölümü ise genellikle son sekizliyi
kapsar. 5 adet IP kategorisi ve belli özel adresler vardir.
Internetin yeni gelistigi devrelerinde, çok az sayida bilgisayar,
modemler ve telefon hatlariyla birbirlerine bagliydilar. Sadece,
baglanmak istediginiz bilgisayarin temin edilmis IP adresiyle
baglanti kurabilirdiniz. Örnegin tipik bir IP adresi 216.27.22.162
gibiydi. Bu durum çok az sayida ev sahibi bilgisayarin oldugu bir
yapida anlamliydi, fakat her geçen gün artan sayidaki sistemin
online olmasi durumunda kontrol edilemeyecek düzeyde
hantallasiyordu.
Bu problemin giderilmesi için gelistirilen ilk çözüm, IP adresleri
için haritalandirilmis isimlerin Network Information Center (Ag
Sebekeleri Bilgi Servisi) tarafindan muhafaza edilen basit bir
metin dosyasinda saklanmasiydi. Kisa bir süre sonra, bu metin
dosyasi üstesinden gelinemeyecek, ugrasilamayacak kadar çok büyüdü.
1983'te, Wisconsin Üniversitesi, IP adreslerinin isimlerinin
metinlerini otomatik olarak adresleyen DNS/Domain Name System'i
(Alan Adi Sistemi) yaratti: Bu yolla, örnegin Bizim IP adresi
yerine sadece www.bukalemun.gen.tr'yi hatirlamaniz yeterli
oluyor.
Bir adda neler var? Web'i kullandiginizda ya da bir e-posta
gönderdiginizde, bu isleri yapabilmek için bir domain name (alan
adi) kullanirsiniz. Örnegin, URL'si (Uniform Resource Locato/Sabit
Kaynak Bulucu) bukalemun.gen.tr alan adini içerir. Böylece e-posta
adresi de örnegin destek@bukalemun.gen.tr olur.
Insanlarin okuyabildigi alan adini makinenin okuyabilecegi IP
adresine çevirmek için DNS sunucusu kullanilir. Üst düzey alan adi,
ayni zamanda birinci düzey alan adi da denir, .COM, .ORG, .NET,
.EDU ve .GOV gibi uzantilardan olusur. Her bir üst düzey alan
adinin içinde, ikinci düzeydeki alanlari içeren devasa bir liste
vardir. Örnegin birinci düzey alani olan .COM içersinde;
?Google
?Yahoo
?Microsoft bulunur.
.COM üst düzey alanindaki her bir isim tek olmalidir. WWW gibi en
soldaki kelime, hostname'dir (ev sahibi bilgisayarin ismi). Bir
alandaki, özel bir IP adresine sahip özel bir makinenin ismini
belirtir. Verili bir alan, potansiyel olarak, bu alan içinde hepsi
de tek olmak üzere milyonlarca host name'i kapsayabilir. DNS
sunucusu, programlardan ve diger ad sunucularindan alan adlarinin
IP adreslerine dönüsmesi taleplerini kabul eder. Bir talep geldigi
zaman, DNS sunucusu asagida siralanan 4 islemden birini
gerçeklestirir:
1. Talebi bir IP adresiyle cevaplar, çünkü talep edilmis alan adi
için IP adresini zaten biliyordur.
2. Diger DNS sunucusuyla iliski kurabilir ve talep edilen ad için
IP adresini bulmaya çalisir. Bunu birkaç defa yapmak zorunda
kalabilir.
3. "Talep ettiginiz alan adi için IP adresini bilmiyorum, fakat
burada benden daha fazla bilgiye sahip olan bir DNS sunucusu IP
adresi var," diyebilir.
4. Bir hata mesajiyla karsilik verebilir, çünkü talep edilen alan
adi geçersiz ya da var olmayan bir alan olabilir.
Browser'iniza (tarayiciniza) www.internetimiz.com URL'sini
yazdiginizi farz edelim. Browser bir DNS sunucusuyla iliskiye geçip
IP adresini alir. Bu DNS sunucusu, root DNS sunucularindan birine
baglanarak, bir IP adresi aramaya baslar. Root (kök) sunuculari,
.COM, .NET, .ORG gibi üst düzey alan adlarini tutan bütün DNS
sunucularinin IP adreslerini bilirler. Sizin DNS sunucunuz
www.internetimiz.com için gerekli kökü soracak ve bu kök "Ben
www.internetimiz.com'un IP adresini bilmiyorum ama burada .COM DNS
sunucusunun bir IP adresi var," diyecektir. Daha sonra, sizin ad
sunucunuz, www.internetimiz.com için IP adresini bilip bilmedigini
sordugu .COM DNS sunucusuna bir sorgulama gönderir. COM alan adi
DNS sunucusu, www.internetimiz.com alan adinin islendigini ad
sunucularinin IP adreslerini bilir. Sunucunuz ardindan
www.internetimiz.com için DNS sunucusuyla iliski kurar ve
www.internetimiz.com'un IP adresini bilip bilmedigini sorar. Eger
gerçekten varsa, browser'a geri dönecek olan IP adresi DNS
sunucusuna geri döner, ki ardindan www.internetimiz.com web
sayfasinin sunucusuyla iliski kurar.
Alan adlarinin çözümlenmesinde çok sayida sunucunun kullanilmasi
çözümü kolaylastirir. Her bir seviyede çesitli DNS sunuculari
vardir; ki böylece biri düserse talebe cevap verecek bir baska
sunucu muhakkak bulunur. Diger çözüm ise (caching) "ön bellege
atma"dir. Bir DNS sunucusu bir talebi cevapladiginda, aldigi IP
adresini ön bellekte saklar. Ilk önce, bir .COM alan adi için bir
root DNS sunucusuna talepte bulunmustur, .COM alan adlarini tutan
bir DNS sunucusun IP adresini ögrenmistir, böylece bu bilgi için
yeniden root DNS sunucuna basvurmaz. DNS sunuculari her bir talep
için bunu yapabilirler ve bu "ön bellege islemi saklama" bulunan
adreslerin kaybolmasini engeller.
Tamamen görünmez olmalarina ragmen, DNS sunuculari her gün
milyonlarca talebe cevap verirler. Aslinda bu, gece gündüz demeden
sorunsuz olarak çalisan "dagitik" veri tabani ag yapisinin mükemmel
yönetiminin bir ispatidir.
Web Sunuculari internet sunuculari internet kullaniminin mümkün
olmasini saglarlar. Internetteki bütün makineler, ayni zamanda hem
sunucu hem de istemcidir. Her bir makine, hizmet sunan bir baska
makineye hizmet sunar. Ve bu makineler ayni zamanda bu sunucu ve
istemcileri birbirlerine baglarlar. Web sunuculari, e-mail
sunuculari, FTP sunuculari ve digerleri, tüm dünyaya yayilmis
internet kullanicilari hizmet ederler.
Bir sayfayi okumak için www.bukalemun.gen.tr'ye baglandiginizda,
bir istemci makinenin basina oturmus bir kullanicisinizdir.
Bukalemun Tasarim'in web sunucusuna baglanmissinizdir. Sunucu
makine talep ettiginiz sayfayi bulur ve size gönderir. Özel bir
niyetle sunucu makineye gelmis olan istemci, sunucu makine üzerinde
çalisan özel bir sunum yazilimina talebini iletir. Örnegin, kendi
makinenizde bir web browser çalisiyorsa, bir e-posta sunucusuyla
degil, bir sunucu makine üzerindeki web sunucusuyla konusmak
isteyecektir. Bir sunucu kolay kolay degismeyecek sabit bir IP
adresine sahiptir. Diger taraftan, bir modem araciligiyla iletisim
kuran kisisel bilgisayariniz, her seferinde baglanti kurulan
internet servis saglayicisinin tayin ettigi IP adresini alir. Bu IP
adresi sizin için ISS üzerinde bir oturum açildiginda atanan özel
bir adrestir, fakat daha sonra yeni bir baglanti kurdugunuzda bu
adres degisir. Bu yol, bir servis saglayicinin her bir müsterisi
için ayri ayri degil, destekledigi her bir modem için bir IP
adresine ihtiyaç duymasindan dolayi olusmustur.
Herhangi bir sunucu, her biri farkli bir sistem hizmeti için
kullanilacak numaralandirilmis portlar üzerinden servis verir.
Örnegin, eger bir sunucu makine bir web sunucu ve FTP/File Transfer
Protocol'ü (Dosya Transferi Iletisim Kurali) çalistiriyorsa, web
sunucu genel olarak 80. port'tadir, FTP sunucusu ise 21. porttadir.
Istemci, bir sunucuya özel bir IP adresi ve özel bir port numarasi
üzerinden baglanir. Istemci bir sunucuya özel bir porttan
baglandigindaysa, özel bir protokol kullanan bir sunucuya girmis
olur. Protokoller genellikle, istemci ve sunucunun nasil iletisim
kuracaklarini tanimlayan metinlerden olusur. Internetteki her web
sunucu HTTP/Hypertext Transfer Protocol'e uyar.
Ag sebekeleri, router'lar, NAP'ler, internet servis saglayicilari,
DNS ve güçlü sunucularin tümü birden günümüzde interneti var eden
ögelerdir. Sasirtici olansa, bütün bu bilginin dünyanin neresi
olursa olsun sadece birkaç milisaniye içersinde gönderilebiliyor
olmasi! Günümüzde tüm bu bilesenler çok büyük bir önem tasiyorlar.
Bu bilesenler olmasa, internet de olamazdi. Ve internet olmasaydi,
hayat birçoklarimiz için bugün çok farkli olacakti!
Jeff Tyson
Copyright 2000 HowStuffWorks.com