TCP/IP’nin Tarihçesi ve Katmanları?

Merhaba arkadaşlar, Az önce yazmış olduğum makalemde TCP/IP protokollerine gerek internet kaynaklarından gerekse kendi bilgimle detaylıca değinmeye çalıştım. TCP/IP Tarihçesi ve Katmanları’nı da araya sıkıştırmak istemedim; ayrı bir makalede sunmayı daha mantıklı bulduğumdan bu yazımda tarihçesini ve katmanlarını anlatacağım. Bir önce ki ve bu makaleden sonra eminim ki TCP/IP’yi tanıyarak; IP adreslerini kavrayacak, ağ için uygun IP sınıfını belirleyebileceksiniz.

TCP/IP Tarihçesi

İnternetin tarihsel ve teknik standartları TCP/IP referans modelidir. Bu model Birleşik Devletler savunma bölümü tarafından üretilmiş bir modeldir. Tasarlanışının nedeni ise; nükleer savaş dâhil her türlü şartta sürekli ayakta durabilen bir ağ yapısının istenmesiydi. Birleşik Devletler savunma bölümü; dünya üzerinde bulunan bakır kablo, mikrodalga, optik kablo ve uydu hattı kullanan farklı iletişim medyaları ile her şartta haberleşmeyi sağlayabilmek istiyordu. Bu şartlar TCP/IP modelinin tasarısını oldukça güçleştirdi.

TCP/IP protokol grubu, 1970’lerin ortasında, Stanford Üniversitesi ve Bolt Beranek ve Newman (BB&N) tarafından geliştirilmiştir. Geliştirme, DoD’in DARPA (Defence- Advanced Research Projects Agency- Savurma Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Ajansı) bölümü tarafından desteklenmiştir. DARPA, ARPANET (Advanced Research Projects Agency NETwork) adı verilen ve devlet kuruluşları, üniversiteler ve araştırma kurumlarını paket anahtarlamalı ağlarla birbirine bağlama projesi üzerinde çalışmıştır. TCP/IP protokol grubu bu amaca yönelik olarak geliştirilmiştir.

TCP/IP tarihçesi ve ARPANET terimi

1978-1979’larda TCP/IP protokol grubunun büyük bir kısmı tamamlanmış ve DARPA; 1980’lerde Internet protokolünü ARPANET birimlerine yüklemeye ve kullanmaya başlamıştır. 1983 yılının Ocak ayında, DARPA, ARPANET’ e bağlanan tüm ağların internet kullanmasını zorunlu tutmuştur. İnternetin büyümesi ve kullanımı ile, ARPANET; küçük paket anahtarlamalı ağlardan, noktadan-noktaya telefon bağlantılarla hibrid ağlara dönüşmüştür. ARPANET terimi kullanılmaya devam etmektedir. DoD’nin araştırma ve geliştirme amacı ile internetin bir parçası olarak uygulanmaktadır. IAB (Internet Activities Board) adındaki bir organizasyon, şu anda internet araştırmalarını organize etmektedir. IAB, DARPA tarafından kurulan ve internet araştırmalarını teşvik etmeye yönelik bir kuruluştur. Her IAB grubu, internet konularının bir parçası üzerinde çalışır. Bu çalışmaların sonuçları, çoğunlukla internetin işlevsel bir parçası hâline gelir.

Şu anda internet üzerinde çalışan birçok protokol ve uygulama; RFC (Request For Commands) adı verilen bir dizi makale ile belgelenir. RFC kitaplığının bakımı ve jüriliği yapma görevi; Menio Park, California’da bulunan SRI Network Information Center (NIC) tarafından yürütülür. İnternet protokolünü konu alan her dokümanda; Unix BSD (Berkeley Software Distribution) ve internet protokol birleşmesinin önemi vurgulanır. 1982’de, Unix BSD işletim sistemi üniversitelerin bilgisayar bölümlerinde çok popüler olan bir işletim sistemiydi. Ağ standardı olarak interneti kabul etmiştir. Unix BSD/internet birleşimi, her ikisinin de popülaritesini arttırmış ve bu durum günümüze kadar devam etmiştir. Amerika Birleşik Devletleri; kendisinin denetimi altında bulunan internet protokolü parçasının OSI referans modeli ile uyumlu olması için GOSIP (Goverment Open System Interconnection Profile) ile değiştirilmesini istemiştir. Buna rağmen TCP/IP’nin ticari kullanımı büyüyerek devam etmiştir.

TCP/IP Katmanları

TCP/IP Protokolü içerisinde bir çok protokol mevcuttur. Her bir protokol belirli yeteneklerle donatılmıştır. İnternet ağ mimarisi katmanlı yapıdadır. Bilgisayarlar arası iletişim için gerekli bütün iş, bu katmanlar tarafından yürütülmektedir. Her katmanda yapılacak görevler protokoller tarafından paylaşılmıştır.

TCP ve IP farklı katmanlarda bulunan farklı protokollerdir. Fakat ikisi birlikte TCP/IP olarak kullanıldığında bütün katmanları ve bu katmanlarda bulunan protokollerin tamamını ifade eder. Bu sebeple TCP/IP tarihçesi bir protokol kümesi olarak bilinmekte. TCP/IP katmanında kullanıcının kullandığı programlar ve işletim sisteminin arka planda yürüttüğü programlar uygulama programı katmanlarıdır. Uygulama programının altında bulunan katmanlar iletişim işini yapan katmanlardan oluşur. Bu katmanlarda bir hizmetin yapılabilmesi için bir alt katmandan hizmet beklenmektedir.

Uygulama programlarının bulunduğu katman sayılmaz ise dört katman vardır. Bunlar; uygulama, ulaşım, yönlendirme ve fiziksel katmanlardır. Uygulama katmanında SMTP (Simple Mail Transfer Protocol-Basit Posta Aktarım Protokolü), TELNET (Telecommunication Network-İletişim Ağı), FTP (File Transfer Protocol-Dosya Aktarım Protokolü), SNMP (The Simple Network Management-Basit Ağ Yönetim Protokolü), (Remote Login-Uzaktan Erişim) gibi protokolleri vardır. Ulaşım katmanında TCP (Transmission Control Protocol-İletişim Kontrol Protokolü) ve UDP (User Datagram Protocol Kullanıcı Veri Bloğu İletişim Protokolü) protokolleri, yönlendirme katmanında IP (Internet Protocol-İnternet Protokolü), ICMP (Internet Control Management Protocol- İnternet Kontrol Yönetim Protokolü) protokolleri vardır. Fiziksel katmanda ise gelen bilgileri iletim ortamına aktarmakla görevli protokoller olan Ethernet, switch, X25 gibi protokoller vardır.

Ağ cihazları, genel olarak TCP/IP’nin ilk üç katmanıyla işlem yapar. Eğer ağ cihazı yapılan uygulamada protokollerini kendi bünyesinde de çalıştıracaksa dördüncü katmanı da kullanılmaktadır.

Uygulama Katmanı (Application Layer)

En üst seviye katmandır. Uygulama katmanı için tanımlı olan SMTP, TELNET gibi protokoller bir üstünde bulunan programlara hizmet verirler. Bunların bir üstünde de ya kullanıcının doğrudan etkileşimde bulunduğu programlar (yani kullanıcı arabirimleri) ya da bilgisayar kaynaklarını başka kullanıcılara erişme hizmeti sunan programlar bulunmaktadır. Bunlar uygulama tipine göre doğrudan uygulama katmanındaki protokollere başvururlar.

Aktarım Katmanı (Tranmission Layer)

TCP/IP protokolü OSI modeli içerisinde, uygulamalar arasında iletişimi sağlayan katmanı oluşturur. TCP/IP; TCP ve UDP olmak üzere veri iletişimini farklı şekillerde sağlamakla görevli olan iki protokolü bünyesinde barındırır. TCP ve UDP iletim katmanı protokolleri, bir üst katmandan gelen veriyi paketleyip bir alt katmana verirler. Eğer veri bir seferde gönderilmeyecek kadar uzunsa, alt katmana verilmeden önce parçalara ayrılıp (segment) ve her birine sıra numarası verilir. Genel olarak TCP kullanılmaktadır. UDP daha çok sorgulama amaçlı kullanılmaktadır.

Yönlendirme Katmanı (Tranmission Layer)

Yönlendirme katmanında tanımlı IP ve ICMP protokolleri bir üst katmandan gelen segmentleri alıcıya uygun yoldan ve hatasız olarak ulaştırmakla yükümlüdür. Bu amaçla bu katmanda da gelen segmentlere özel bir IP başlık bilgisi eklenmektedir.

Fiziksel Katman (Physical Layer)

Bu katmanda herhangi bir protokol tanımlı değildir. IP başlığı oluşturulmuş bir bilgi hem kaynak bilgisayarın IP’sini, hem de hedef bilgisayarın IP’sini tutar. Fakat yerel ağ içerisinde bilgi transferi yapılacak makineye ulaşmak için makinenin ethernet kartının MAC (Media Access Control-Ortama Erişim Adresi) olarak bilinen donanım adresinin tespit edilmiş olması gerekir. Bu sebeble, bir LAN içerisinde IP adresi bilinen bir bilgisayarın MAC adresini bulmak üzere ARP (Adress Resolution Protocol-Adres Çözümleme Protokolü) protokolü kullanılır. İletişime geçeceği makinenin IP adresini bilen bir bilgisayar ARP protokolü ile IP adresini ağdaki bütün bilgisayarlara gönderir. Ağdaki bilgisayarların tümü bu mesajı alır. Mesajdaki IP adresine sahip bilgisayar kendi MAC adresini karşı tarafa bildirir ve böylelikle iletişim başlar.