Ethernet Nedir? Nasıl Çalışır?

Ethernet Wi-Fi olarak da bildiğimiz kablosuz ağın tam tersidir, bağlantı ve data aktarımı için bakırdan fiber optike geçen ya da tam tersi olan kablolara ihtiyaç duyulur. Kablosuz bağlantıların varlığı ve pratikliği düşünüldüğünde ethernet bağlantısına ihtiyaç kalmadığı sonucuna varılabilir ancak gerçekler bundan çok uzaktır. Kimi özellikleriyle ethernet bağlantısı kablosuz ağa kıyasla çok daha avantajlı özelliklere sahiptir. Bu nedenle de günümüzde, özellikle de iş yerleri tarafından hâlen tercih edilmektedir.

Ethernet Nasıl Çalışır?

Ethernet’in çalışma prensibi bilgiyi ve verileri küçük parçalara bölüp bir cihazdan diğerine yollamak olarak özetlenebilir. Bu bilgi parçalarına paket ya da çerçeve denir. Çerçeve içindeki bilgiler standartlaştırılmıştır. Örneğin gönderici adresi ve gideceği adres çerçeve içinde yer alır ve ağ üzerinde gideceği rotayı bu şekilde belirler.

Yerel erişim ağına bağlı olan bilgisayarlar tek bağlantı paylaştıkları için Ethernet CSMA/CD (çarpışma algılayıcısıyla taşıyıcı dinleyen çoklu erişim) prensibine dayalı olarak tasarlanmıştır. Bu protokolün yaptığını basitçe özetlersek yeni çerçeveler yollamadan önce hattın meşgul olup olmadığını kontrol eder. Bu günümüzde eskiyle kıyaslandığında o kadar da önemli değildir çünkü her cihazın kendi özel bağlantısı vardır. Ancak şu anda Ethernet çift katlı bir sistem kullanarak çalıştığı için gönderim ve alım yapan kanalları tamamen ayrıdır. Böylece yolculukları sırasında çarpışma olasılıkları sıfıra indirilmiştir.

Ethernet’in Temelleri

Ethernet’in temelleri ve tarihi neredeyse 1970’lerin başına dayanıyor. 1973 ve 1974 yılları arasında Xerox PARC tarafından geliştirilen Ethernet öncelikli olarak ALOHAnet’ten esinlenmişti. 1975 yılında fikrin patenti Xerox tarafından alındı ve bir sonraki yıl sistem PARC tarafından dağıtılmaya başlandı. 1980 yılında ise orijinal 2.94 Mbit/s protokolünden 10Mbit/s protokolüne güncelleme yapıldı ve piyasaya sunuldu.

Ethernet’in ilk rakipleri arasında Token Ring ve başka şirketlerin protokolleri bulunuyordu. Ancak 1990’ların başında çok daha hesaplı olan ince ortak eksenli kabloya geçiş yapınca farklı ihtiyaçlara hizmet edebilecek hâle geldi. 1980’lerin sonuna doğru Ethernet’in piyasa lideri ve en çok tercih edilen bağlantı olduğu şüphe götürmeyen bir fikirdi.

Hızlı Standartlaştırmanın Getirdiği Başarı

Ethernet’in rakiplerine kıyasla yakaladığı hızlı başarı yalnızca teknik özelliklerinin üstünlüğünden kaynaklanmıyordu. Standartlaştırılması için izlenen organize ve hızlı yöntemler Ethernet’in piyasaya hâkim olmasının öncelikli nedenleri arasında yer alıyor.

Yerel alan ağları yani LAN’ın standartlaştırılması projesi olan Proje 802, 1980 yılının başlarında Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Topluluğu (IEEE) tarafından başlatıldı. IT ve diğer pek çok sektörde olduğu gibi büyük sistemlerin standartlarının yazılı olarak tutulması gerekiyordu. Bu şekilde farklı üreticiler kendi ürünlerini ihtiyaçlara yönelik olarak farklı teknoloji ve tasarımlarla üretebilirler. Bu da teknolojinin ve yaratılan sistemin piyasada çok daha başarılı olmasını sağlar. Ethernet’in standartlaştırılmasında da bu yöntem etkili olmuştur.

IT endüstrisinin değişen ihtiyaçları Ethernet standartlarının yıllar içinde gelişmesine, yerel ve metropol ağlarında yüksek kalitede bağlantı sunabilmesine yardımcı olmuştur. Bu şekilde günümüzde Ethernet’in pek çok farklı standardı olmuştur. İş yerlerinde, üniversitelerde ve küçük evlerde kullanılabilecek şekilde farklı ihtiyaçları karşılayabilmektedir. Farklı üreticiler tarafından üretilen router’lar, bilgisayarlar ve hatta yazıcılar dahi Ethernet bağlantısı kullanabilir.

Günümüzde Ethernet standartlarının tümü IEEE 802 bölümü altında bulunabilir. Bunlardan özellikle IEEE 802.3, Ethernet’i en detaylı şekilde açıklar. IEEE 802.3 standart referansları bütün standart terimlemeleri içerir. Farklı sürümler ve değişkenler için her birinin sonuna farklı bir harf getirilmiştir.

Ethernet’in Gelişimi

Çıktığı günden günümüze kadar Ethernet daha yüksek bir bant genişliği, daha gelişmiş ortam erişim kontrolleri sunacak şekilde gelişmiştir. Ortak eksenli kablonun yerini sinyal tekrarlayıcılar ve switch’ler tarafından bağlanan noktadan noktaya protokoller aldı.

Ethernet istasyonları birbirlerine veri paketleri yollayarak iletişimi sağlar. Bu veri paketleri tek tek gönderilip alınır. Tıpkı diğer IEEE yerel erişim ağlarında olduğu gibi bütün adaptörler tüm dünya üzerinde kendilerine özgü olan 48 bitlik MAC adresleriyle programlanmıştır. Böylece her Ethernet istasyonunun kendine özel bir adresi olur.

MAC adresleri her bir veri paketinin hem gideceği yerin hem de geldiği yerin belirlenmesi için kullanılır. Ethernet link seviyesinde bağlantı kurar, bu da az önce bahsettiğimiz gibi hem geliş hem de gidiş adreslerini içerir.

Gelen veri paketi algılandığında alıcı geldiği adresi kullanarak gönderimin istasyondan gelip gelmediğini anlar. Değilse görmezden gelinmesi gerekir. Ağ arayüzleri normalde başka Ethernet istasyonları için gönderilmiş olan paketleri kabul etmez.

Her bir veri paketi, yani veri çerçevesinin içinde alıcı istasyondaki işletim sistemi tarafından uygun protokol modülünü seçmek için kullanılan bir EtherType alanı bulunur. IPv4 buna örnek gösterebileceğimiz internet protokollerinden bir tanesidir.

Ethernet çerçeveleri bu EtherType alanları sayesinde kendilerini tanımlayabilir. Kendini tanımlayabilen çerçeveler sayesinde aynı fiziksel ağ üzerinde tek bir bilgisayar farklı ve çok sayıda protokolleri karıştırarak birlikte kullanabilir. İlk çıkan deneysel sürümleri saymazsak Ethernet’in neredeyse bütün sürümlerinde aynı formatta çerçeveler kullanılmıştır. Ethernet tekrarlayıcıları ve switch’leri kullanılarak karışık hızlarda ağlar oluşturulabilir.

Ethernet ve Donanım

Günümüzde Ethernet kelimesi kablolarla eşanlamlı bir hâle gelmiştir. Bu nedenle halk arasında “kablolu internet” olarak bilinir. Bu yüzden de Ethernet’in gelişiminde ve evrimleşmesinde kablo yapılarının basitleştirilmesi Ethernet’in yaygınlaşmasında ve her kurum tarafından kabul edilmesinde büyük etki sahibi olmuştur.

Standartlaşan ilk Ethernet ortak eksenli kablolar sayesinde çalışıyordu. Bu tip kablolar televizyonlarda kullanılanlarla aynıydı. Ortak eksenli kablolar sağlam, dayanıklı ve yüksek bant genişliğini taşıyabilecek şekilde tasarlanmış kalın bakır kablolardır. Fakat ortak eksenli kablolar bütün sağladıkları kolaylıklara rağmen belli dezavantajlara da sahiptir. Malzemenin ağır olması onunla çalışmayı zorlaştıran özelliklerinden biridir. Ayrıca esnek değildir ve yüksek bütçe gerektirir.

Gelişmeye devam ederken Ethernet ortak eksenli kablo kullanımından vazgeçmiş ve bunun yerine UTP kabloları kullanmaya başlamıştır. Günümüzde hâlâ UTP kablolar kullanan Ethernet bu şekilde hem daha hesaplı hem de esnek bir hâle gelebilmiştir. Kablo esnekliği iç mekânlarda kablolu internetin her adımda kullanılabilmesi için son derece önemlidir.

Ethernet için uzun süredir kullanılan ve son standart olan kabloların isimleri Category 5’tir, genelde Cat 5 olarak kısaltılır. 2001 yılından beri kullanılan bu kablolu Ethernet saniyede 100Mb internet hızı sağlar. Aslen Ethernet bağlantısı için dizayn edilmiş olan bu kablolar telefon ve video uygulamaları için de kullanılabilir.

Günümüzde ise Cat 5’in biraz daha gelişmiş bir versiyonu olan Category 5e daha hızlı Ethernet uygulamalarının vazgeçilmez materyali olmuştur. Evrensel bağlantıları için geleneksel bağlantı noktaları kullanan bu kablo aslen 100Mb/saniyelik bağlantı hızını hedefler.

Kablolu Ağlarda Siber Güvenlik Nasıl Sağlanır?

Siber güvenlik dendiği zaman insanların akıllarına çoğunlukla kablosuz bağlantılar gelir. Ethernet bağlantısı kablosuz olanlara kıyasla daha az tehditle karşı karşıya olduğundan siber güvenlik üzerinde çok fazla durulmayabilir. Ethernet bağlantınızı daha güvenli bir hâle getirmek istiyorsanız şu adımları izleyebilirsiniz:

• Risk haritası ve denetimi: Son zamanlarda yapmadıysanız ağ bağlantınızın risk haritasını ve denetimini yaptırmalısınız. Bunun için ağın bütün model, sürüm, bölge, router ve switch’ler gibi unsurlar da dâhil olmak üzere bütün altyapısını en iyi şekilde anlıyor olmanız gerekir. Ayrıca ağınıza bağlı olan cihazların hepsi de hesaba katılmalıdır.
• Ağ bağlantınızın güncellenmiş olduğundan emin olun: Risk denetimi ve haritası işlemleri tamamlandıktan sonra yazılımların en güncel versiyonlarının yüklendiğinden emin olmanız gerekir. Böylece yeni saldırılara karşı korunmuş olursunuz.
• MAC adresi filtrelemesi yapın: MAC adresi filtreleme işlemi kusursuz bir koruma olmasa da siber saldırganların ilk karşılaşacakları koruma olduğu için yıldırıcı bir etkiye sahiptir.
• Doğrulama için 802.1X kullanın: Doğrulama ve şifreleme genelde kablosuz bağlantılar için kullanılsa da Ethernet söz konusu olduğu zaman pek çoğu insanın aklına gelmez. Yerel hacker’lara karşı tam korunmak istiyorsanız bu adımı atlamamalısınız.