TCP/IP Referans Modeli

1960’larda bilgisayarları birbirine bağlamanın ve kaynakları paylaşmanın sağlayacağı avantajların daha farkına varılmamıştı. Birçok donanım üreticisi vardı ve donanımlar arası uyum sorunları mevcuttu. Firmalar bilgisayar ağları kullansalar da bu ağlar genelde yerel alan ağları idi. Bu işlemler için hızlı kurulum ihtiyacı daha fazlaydı. Bu ihtiyacı da Novell Netware firmasının IPX/SPX protokol yığınları çok daha iyi sağlamaktaydı. Amerikan Savunma Bakanlığı uzak mesafelerdeki tesislerin aralarında iletişim kurmanın gerekliliğini fark etti. Bu projeye Amerika’daki büyük üniversiteler de destek oldular. Gelişmiş Araştırmalar Projeleri Ajansı (ARPA) 1968 yılında böyle bir ağ için girişimlere başladı. 1969 yılında ARPAnet’in ilk düğüm veya bağlantı noktası Los Angeles’taki California Üniversitesi’nde kurulmuş oldu . İlk sunulan protokol paketi farklı ağlarda istenilen düzeyde çalışmaya uygun olmayınca TCP/IP protokol paketinin ortaya çıkmasına neden olan süreç başlamış oldu . Cerf ve Kahn 1970’lerin başında Ağ Geçidi fikrini ortaya atarak şu anda internet ile kullanılan TCP/IP protokol paketinin ilk özelliklerini yazdılar.

TCP/IP protokol takımı tam olarak açıklaması RFC-1180 de yapıldığı gibi dört katmandan oluşmaktadır (Kale & Socolofsky, 1991) . Bu katmanlar sırasıyla:

• Uygulama Katmanı
• Konakçı Bilgisayar-Konakçı Bilgisayar arası taşıma katmanı
• İnternet katmanı
• Ağ arayüz katmanı

Uygulama Katmanı: Bu katman protokollerinin birkaçı OSI katmanına denk gelir. OSI de bulunan oturum, sunum ve uygulama katmanları, TCP/IP de tek bir katmana indirgenmiştir. Sunum katmanının görevlerini SSL ve S/MINE protokolleri üstlenir. Bu katmanda protokoller kullanım amaçlarına ve yapılarına göre iki grupta ifade edilebilir. Kullanıcı protokolleri: Kullanıcı uygulamaları tarafından kullanılan; HTTP, SMTP,

Telnet, FTP, IMAP ve DNS gibi protokoller. Hizmet protokolleri, İnternet kullanıcılarının pek karşılaşmadıkları, fakat ağ yapılarının doğru çalışıp çalışmadığını test etmek için ağ uzmanları tarafından kullanılan protokolleridir. Bunlara en iyi örnek, ağ cihazlarının yönetiminde kullanılan SNMP’dir (Dostálek & Kabelová, 2006).

Taşıma Katmanı: Bu katman TCP ve UDP gibi temelde iki protokol içermektedir. Bu iki farklı protokolün tanımını şöyle yapabiliriz (Goralski, 2017b):

• TCP iletişim esnasında bozulan veya kaybolan segmentlerin gönderimini tekrar sağladığı için güvenli bir protokoldür. TCP protokolünün, ses ve video gibi anlık veri iletimi isteyen ve gecikmeye karşı duyarlı iletişim türlerinin üzerinde olumsuz etkileri vardır. Bu anlamda anlık iletişimde kullanılması tavsiye edilmez. TCP bağlantısız çalışan internet katmanı protokolü IP üzerinde bulunarak; bağlantılı iletişimin yönetimini devralır.
• UDP protokolü ise IP protokolü için bağlantısız bir yönetim sunar. Bu anlamda ses ve video iletişimi gibi anlık iletişimler için tercih edilir. UDP, segmentlerin bir şekilde hedefe ulaştığını varsayar.

İnternet katmanı: Bu katman IPv4, ICMP, ARP, IPv6 ve yönlendirme protokolleri gibi önemli protokolleri barındırmaktadır (Mackay, Wright, Reynders, & Park, 2004) :

• IPv4 uç cihazlar arasındaki paketlerin dağıtımından sorumludur. Bir posta sistemine benzer şekilde paketlerin hat boyunca belirtilen adreslerde en iyi yoldan yolculuk etmesini sağlar. Bu iş 32 bitlik hem kaynak hem de hedef adresi bildiren adres bilgilerini kullanır. IP farklı boyuttaki paketleri parçalamak zorundadır. Örneğin; Ethernet 1500 bayt taşıyabilirken içerirken X.25 ise 576 bayt veri taşıyabilmektedir. Bu anlamda her IPv4 paketi kaynaktan çıktıktan sonra parçalanabilir; fakat aynı şekilde hedefte tekrar inşa edilir. Şekil 3.3 RFC 791’de tanımlandığı şekli ile örnek IP paketi ve bölümleri göstermektedir. IP adreslerinin küresel olarak dağıtımından sorumlu kuruluş İnternet Atanmış Numaralar Otoritesi IANA’dır. IANA, IP adreslerini Bölgesel İnternet Kayıtçılarına (RIR) verir, bu kurumlarda bu numaraları İnternet Servis Sağlayıcılarına (İSS) son kullanıcılara veya diğer İSS’lere satmaları için verir. IPv4 “11000000 10101000 00010110 00000001” gibi 32 bitten oluşmaktadır. Bu yapının insanlar tarafında okunması zor olduğu için; “192.168.22.1” şeklinde her 8 bitin 0-255 arası onluk sayı sistemi ile yazılması ile ifade edilir. IPv4 Adresi uç cihazın hangi ağa dahil olduğunu gösteren “ağ kimliği” ve ağdaki hangi bilgisayar olduğunu belirten “cihaz kimliği” gibi 2 kısımdan oluşur.

• ARP (Address Resolution Protocol): Ethernet ağında donanım adresi olarak kullanılan MAC adresleri ile IPv4 adresleri arasında herhangi bir ilişki kurulamaz. Bu durumda iletişim için gerekli olan donanım adresinin elde edilmesi zorlaşır. ARP, bu ve benzeri donanım adresi ile ilgili sorunların üstesinden gelmek için tasarlanmış bir protokoldür (Plummer, 1982).
• ICMP (Internet Control Message Protocol): Düğümler arasında iletişimde gecikmeler veya problemler yaşandığında, ICMP yapısı bu sorunların çözümü için bir ileti ile raporlama yapar. IP güvenilir iletişim sağlayacak şekilde tasarlanmamıştır. Bu kontrol protokolünün temel amacı; IP paketlerinin iletiminde doğacak sorunları rapor etmektir (Postel, 1981a).
• IPv6: Dünya üzerinde internete ulaşmak isteyen kişilerin sayısının artması ve IPv4’te çeşitli açıkların ortaya çıkması ile hem 32 bitlik adres yapısı yetersiz oluşu hem de yeni güvenlik sorunları yeni bir protokol ihtiyacını ortaya çıkarmıştır (Kartal, Sağiroğlu, & Bülbül, 2013). Bunun gibi sorunların aşılması için arttırılan adres kapasitesi ile beraber, güvenilir ve basitleştirilmiş adresleme yapısına sahip IPv6 protokolü ortaya çıkarılmıştır.
• Yönlendirme: İnternet katmanının temel görevlerinden biri de iletişimi bir uçtan diğer uca ulaşacak şekilde paketleri bir sonraki düğüme ulaştırmaktır. IP ağında hiçbir düğüm yani yönlendirici gidilecek hedef hakkında tam bir bilgiye sahip değildir. Bu işlemi gerçekleştirmek için her yönlendirici görevi gören cihaz kendine gelen paketleri hedefine ulaştırmak için ya sabit olarak ayarlanmış bir sonraki yönlendiriciye ya da yönlendirme protokolleri ile otomatik olarak öğrenilmiş yönlendiriciye iletir. Her yönlendirici sadece aynı yönlendirme otonom sisteminde olan yönlendiriciler tanır .

Ağ arayüz katmanı: Bu katman modeldeki en düşük katman olmakla beraber, bağlantı katmanı; seri hatlar ve Ethernet gibi bağlantıların internet katmanına destek ve hizmet sunması işlemini sağlamaktadır

kaynak: