Ağ Katmanı (Network Layer)

 Ağ Katmanı (Network Layer) OSI’nin 3. katmanıdır. Katmanlar birbiriyle ilişkili olarak çalıştığından Ağ katmanı da Taşıma katmanı (Transport Layer) ve Veri Bağlantı katmanı (Data Link Layer) arasındaki iletişimi sağlar.  7. katmanda oluşturulan her katmanda farklı işlemlerden geçen veri 4. katman olan taşıma katmanında segment haline gelir ve ağ katmanına aktarılır. Bu katmanda adresleme, enkapsülasyon, yönlendirme işlemleri uygulanır.

Ağ Katmanı Protokolleri

·         IPv4/IPv6, Internet Protocol

·         DVMRP, Distance Vector Multicast Routing Protocol

·         ICMP, Internet Control Message Protocol

·         IGMP, Internet Group Multicast Protocol

·         PIM-SM, Protocol Independent Multicast Sparse Mode

·         PIM-DM, Protocol Independent Multicast Dense Mode

·         IPsec, Internet Protocol Security

·         IPX, Internetwork Packet Exchange

·         RIP, Routing Information Protocol

·         DDP, Datagram Delivery Protocol

IPv4/IPv6, Internet Protocol

IPv4, cihazları İnternet’e bağlamak için kullanılan en yaygın İnternet protokolüdür. IPv4, 32 bitlik bir adres düzeni kullanır ve toplam 2^32 adres sağlar (sadece 4 milyarın üzerinde adres). İnternetin büyümesiyle, kullanılmayan IPv4 adreslerinin sayısının tükenmesi bekleniyor; çünkü bilgisayar, akıllı telefonlar ve oyun konsolları da dahil olmak üzere İnternet’e bağlanan her cihaz bir adres gerektiriyor. Daha fazla Internet adresine duyulan ihtiyacı karşılamak için yeni bir Internet adresleme sistemi Internet Protocol version 6 (IPv6) dağıtılıyor.

ARP (Address Resolution Protocol - Adres Çözümleme Protokolü): Ethernet ara yüzüne sahip ağ kartları kendilerine üretim aşamasında verilmiş olan 48 bitten oluşan fiziksel adresleri (MAC adresi) ile iletişime geçerler. Yerel Alan Ağında (LAN - Local Area Network) haberleşmek için veri alış-verişi yapılacak cihazın fiziksel adresi bilinmelidir. Eğer veri gönderilecek cihazın 2. katmana ait olan fiziksel adresi bilinmiyorsa, ARP sayesinde 3. Katmana ait olan IP adresi kullanılarak cihaza ARP sorgusu yapılır. Bu sorguya cevap olarak cihaz fiziksel adresini gönderir. Böylece cihazın fiziksel adresi öğrenilir.

Enkapsülasyon (Encapsulation)
Enkapsülasyon işleminde 4. katmandan alınan segmentin üzerine 3. katman başlığı eklenir ve segment diye adlandırdığımız veri bütünü artık paket (packet) ismini alır. 3. katman başlığı, hedef adresi (destination address) ve kaynak adresi (source address) gibi bilgileri içerir.

Yönlendirme (Routing)
Paketi gönderecek olan kaynak ve alacak olan hedef cihazlar her zaman aynı ağda yer almazlar. Böyle durumlarda bir ağdan başka bir ağa veri göndermek için yönlendirme işlemi yapılır. Bu yönlendirme işlemini yapan ara cihaza Router (Yönlendirici) adı verilir. Router, verinin hedefe ulaşması için gidebileceği en iyi yolu belirler ve yönlendirir. Bu yönlendirme işlemi için 3. katman başlığı altında bulunan bilgileri kullanır. Kullanılan en önemli bilgi hiç şüphesiz hedef ve kaynak adresidir.

Adresleme (Addressing)
Ağ katmanı, veriyi gönderecek olan kaynak cihaz ve veriyi alacak olan hedef cihaz için bir adresleme mekanizması sağlar. Her bir veri parçasının doğru hedefe gönderilmesini sağlamak için her cihazın kendine özgü bir adresi olmalıdır. Ağ katmanında bu adresler IP (Internet Protocol) adresleridir.

RIP (Router Information Protocol - Yönlendirme Bilgisi Protokolü), uzaklık vektör algoritmasıyla çalışan ve yönlendirmeleri hesaplamak için Bellman-Ford algoritmasını kullanan bir protokoldür. RIP, yönlendirici cihazların tablosunda Administrative Distance (Yönetim Mesafesi) 120 olarak yer alır. RIP yönlendiriciler, en iyi yol seçimini yaparken sadece geçtiği cihaz (hop)  sayısına  bakar. RIP en fazla 15 hop’u kabul eder. Bu sayı aşıldığı zaman (yani 16. hopa gelince) destination unreachable (kaynak bulunamadı) hatasını verir.