Ağ İletişiminde Kapsülleme Nasıl Çalışır?

Ağ oluşturmada veri kapsülleme, kaynak ve hedef bilgisayar arasında etkili iletişim sağlamada çok önemli bir role sahiptir.

Ve bunun tersi olan kapsülden çıkarma işlemi de aynı amaç için gereklidir. Bu iki süreç, bir ağ üzerinden uygun iletişim ve veri akışını sağlamak için aynı anda çalışır.

Kullanıcılar bilgisayarlarındaki bazı verilere erişmek istediklerinde tek yaptıkları birkaç anahtar kelime girmek ve sonuç birkaç dakika içinde ekrana geliyor.

Ancak perde arkasında ve olağanüstü bir hızla pek çok şey oluyor. Ağları ve bileşenleri, kullanıcıların istediği bilgileri almakla meşgul.

Yine de çoğu insan, işlerini yapmak için arka planda çalışan mekanizmalar hakkında çok az fikir sahibidir. Gerçekte, ağlar, bileşenler ve ilgili kavramlar, modern kullanıcıların günlük yaşamlarında önemli bir rol oynamaktadır.

Bu makalede, ağ oluşturma kavramlarına yaklaşmak için kapsülleme ve kapsülden çıkarma işlemlerini tartışacağım.

Hadi başlayalım!

Veri Kapsülleme ve Kapsülden Çıkarma Nedir?

Veri kapsülleme : Ağda, veri kapsülleme, bir veri öğesine ek özellikler sağlamak için bir kaynaktan bir hedefe OSI veya TCP/IP ağ modelinde seyahat ederken ona daha fazla bilgi eklemek anlamına gelir.

Veri kapsülleme yoluyla, veri iletimini düzgün bir şekilde gerçekleştirmek için verinin üstbilgisine veya altbilgisine protokol bilgisi eklenir. Uygulama katmanından fiziksel katmana kadar gönderici tarafında gerçekleşir. Burada, her katman bir öncekinden kapsüllenmiş bilgileri alır ve daha fazla kapsüllemek için daha fazla veri ekler ve bir sonraki katmana gönderir.

Bu süreç, hata tespiti, veri sıralama, tıkanıklık kontrolü, akış kontrolü, yönlendirme verileri vb. içerebilir.

Veri kapsüllemeden çıkarma : Bu, veri kapsüllemenin tersidir. Kapsüllenmiş veriler, orijinal bilgileri almak için fiziksel katmandan alıcının ucundaki uygulama katmanına giderken alınan verilerden çıkarılır.

Bu işlem, gönderici tarafında kapsüllenmiş katmanla aynı katmanda gerçekleşir. Yeni eklenen başlık ve fragman bilgileri daha sonra verilerden çıkarılır.

Sonuç olarak veriler, gönderici tarafında her katmanda kapsüllenir ve daha sonra alıcı tarafında TCP/IP veya OSI ağ modelinin aynı katmanında kapsülden çıkarılır.

Protokol Veri Birimi (PDU) Nedir?

Protokol Veri Birimi (PDU), veri iletimi sırasında OSI veya TCP/IP modelinin her katmanında bir veri öğesine eklenen kontrol verilerini ifade eder. Bu bilgi, veri öğesinin alan başlığına eklenir, ancak sonuna veya sonuna eklenir.

Bu nedenle, ağ modelindeki her katman, komşu katmanıyla etkileşimde bulunmak ve veri alışverişi yapmak için PDU'yu kullanır. Bu PDU'lar, verilere her katmanda eklenerek kapsüllenir. PDU'ların her birine, içerdiği verilere göre bir ad verilir. Hedefte bulunan komşu katman, verileri kaldırılmadan ve bir sonraki katmana teslim edilmeden önce yalnızca okuyabilir.

OSI Modelinde PDU'lar

Yukarıda tartışıldığı gibi, her OSI model katmanındaki PDU'ya bir ad verilir. Aslında, aşağıdaki tabloda listelendiği gibi, farklı modellerde farklı katmanlardaki kapsüllenmiş veriler için farklı terimler kullanılmaktadır.

TCP/IP ağının Uygulama katmanında ve OSI modelinin Uygulama, Sunum ve Oturum Katmanlarında basitçe “veri” olarak adlandırılır, ancak her iki modelin diğer katmanlarında farklıdır.

Bunları tek tek ayrıntılı olarak ve ağ oluşturmadaki önemini anlayalım.

Taşıma Katmanı PDU'su

Aktarım katmanında, protokol veri birimine “segment” adı verilir. Katman, başlığı oluşturur ve ardından onu bir veri parçasıyla iliştirir. Burada veri birimi, uzaktaki ana bilgisayar tarafından tüm veri parçalarını yeniden birleştirmek için kullanılacak verileri içerecektir.

Bu nedenle, taşıma katmanındaki veri parçasına sahip bir başlık, katmanın daha fazla işlem için bir sonraki katmana (Ağ katmanı) aktaracağı bir segment olarak adlandırılır.

Ağ Katmanı PDU'su

Ağ katmanındaki PDU'ya “paket” adı verilir. Ağ katmanı, taşıma katmanından aldığı her segment için benzer şekilde bir başlık oluşturacaktır. Başlık, yönlendirme ve adresleme ile ilgili verileri içerecektir.

Ağ katmanı başlığı oluşturduktan sonra, onu segmente ekler. Bu, veri öğesinin bir sonraki katmana taşınan paket haline geldiği yerdir.

Veri Bağlantı Katmanı PDU'su

Bu katmanda, PDU “çerçeve” olarak bilinir. Veri Bağlantısı katmanı, paketi önceki katmandan alacak ve ardından alınan her paket için bir başlık ve son bilgi oluşturacaktır. Bu başlık, kaynak bilgisayarın adresi, hedef bilgisayarın adresi vb. gibi anahtarlama verilerine sahip olacaktır. Öte yandan, fragmanda bozuk veri paketleriyle ilgili veriler bulunur.

Veri Bağlantısı katmanı, başlık ve son bilgi bilgilerini pakete ekleyecektir. Bu, veri biriminin bir sonraki katmana (Fiziksel katman) gönderilecek olan Çerçeve haline geldiği zamandır.

Fiziksel Katman PDU'su

Fiziksel katmandaki PDU, “Bit” olarak bilinir. Fiziksel katman, çerçeveyi önceki katmandan alır ve daha sonra onu bir iletim ortamı tarafından taşınabilecek bir formata dönüştürür. Biraz bu formattan başka bir şey değildir.

Kapsülleme Nasıl Çalışır?

Kapsülleme, başladığı ve bittiği yerde bir veri veya paket birimine olur. Başlangıç ​​kısmı başlık, bitiş kısmı ise fragmandır. Ve başlığı ile treyleri arasındaki veri, yük olarak adlandırılabilir.

Bir paketin başlığı, paketin başlangıcını işaretleyen ve taşınan bilgiyi tanımlayan ilk baytlarında veri içerir. Şimdi, paket kaynak bilgisayardan hedef bilgisayara taşınır. Ayrıca, her protokolün belirli bir formatı olduğundan, başlık kullanılan protokole dayalı verileri içerir.

Ayrıca, paketin fragmanı, paketin sonuna ulaşan bir alıcı bilgisayarı işaret eder. Tam paketi alıp almadığını doğrulamak için cihaz tarafından kullanılan bir hata kontrol değerine sahip olabilir.

Adım adım kapsülleme işlemi:

Adım 1 : OSI modelinin Uygulama, Sunum ve Oturum katmanı veya TCP/IP modelinin Uygulama katmanı, kullanıcının verilerini veri akışları olarak alır. Daha sonra verileri kapsüller ve bir sonraki katmana, yani Taşıma katmanına iletir. Ancak bu, bu verilere mutlaka bir üstbilgi veya altbilgi eklediği anlamına gelmez. Uygulamaya özeldir ve yalnızca ihtiyaç duyduğu bir üstbilgi veya altbilgi ekler.

Adım 2 : Veriler hem TCP/IP hem de OSI modellerinde Transport katmanına taşınırken, katman üst katmanlardan gelen veri akışını kullanır ve birçok parçaya böler. Bu katman, segment adı verilen her bir veri parçasına uygun bir başlık ekleyerek veri kapsülleme işlemini gerçekleştirir. Eklenen başlık sıralama bilgilerini içerir, böylece segmentler alıcı tarafında yeniden birleştirilir.

Adım 3: Şimdi, başlık bilgisi eklenmiş veri öğesi, Ağ katmanı (OSI modeli) veya İnternet katmanı (TCP/IP modeli) adı verilen sonraki katmana gider. Katman, segmentleri önceki katmandan alır ve verilerin düzgün bir şekilde iletilmesi için gerekli yönlendirme bilgilerini ekleyerek kapsülleme gerçekleştirir. Kapsüllemeden sonra, veriler bu katmanda bir datagram veya paket haline gelir.

Adım 4 : Veri paketi artık TCP/IP veya OSI modelinde Veri Bağlantısı katmanına taşınır. Katman paketi alır ve bir üst bilgi ve alt bilgi ekleyerek kapsüller. Bu noktada, başlık, verilerin alıcı donanım bileşenine düzgün bir şekilde iletilmesini sağlamak için anahtarlama bilgisine sahip olacaktır. Buna karşılık, römork hata algılama ve azaltma ile ilgili verilere sahip olacaktır. Bu aşamada veri, son katmana giden bir çerçeve haline gelir.

Adım 5: Data Link katmanından gelen data frame artık TCP/IP veya OSI modelinde Physical katmana gider. Katman, verileri bitlere veya veri sinyallerine dönüştürerek onu kapsüller.

De-Kapsülleme Nasıl Çalışır?

Dekapsülasyon, OSI veya TCP/IP modelinde Fiziksel katmandan Uygulama Katmanına kadar kapsüllemenin tersi sırayla çalışır. Gönderenin ucundaki kapsülleme sırasında veri parçasına eklenen tüm ek bilgiler, alıcının ucuna giderken kaldırılacaktır.

Dekapsülasyonun nasıl çalıştığının adım adım süreci aşağıda açıklanmıştır:

Adım 1 : Bitler veya veri sinyalleri olarak adlandırılan Fiziksel katmandaki kapsüllenmiş veriler, kapsülden çıkarmak için katman tarafından alınacaktır. Veriler artık bir üst katmana veya Veri Bağlantısı katmanına iletilecek olan bir veri çerçevesi haline gelir.

Adım 2 : Veri Bağlantısı katmanı şimdi bu veri çerçevelerini alır ve kapsüllerini açar. Katman ayrıca veri çerçevesi başlığının doğru donanıma geçip geçmediğini de kontrol eder. Veri çerçevesi yanlış veya yanlış bir hedefe karşılık geliyorsa, atılacaktır. Ancak doğru, katman bilgi için veri çerçevesinin fragmanını kontrol edecek.

Fragmanda veya verilerde herhangi bir hata bulduğunda, verilerin yeniden iletilmesini isteyecektir. Ancak, fragman doğru bilgiye sahipse, katman bir datagram veya veri paketi oluşturmak için onu kapsülden çıkaracak ve ardından onu bir üst katmana iletecektir.

Adım 3: Veri Bağlantısı katmanından gelen veri paketi artık İnternet katmanına (TCP/IP modeli) veya Ağ katmanına (OSI modeli) gider. Katman, paketi kapsülden çıkarmak ve bir veri segmenti oluşturmak için alır.

Katman, doğru hedefe yönlendirilmişse yönlendirme bilgisi için paketin başlığını kontrol eder. Doğru yönlendirilmemişse, veri paketi atılacaktır. Ancak doğru yönlendirme bilgisine sahipse, katman onu kapsülden çıkaracak ve üst katmana, yani Taşıma katmanına gönderecektir.

Adım 4 : İnternet katmanından veya Ağ katmanından gelen veri segmentleri, hem TCP/IP hem de OSI modelinde Aktarım katmanına gider. Aktarım katmanı segmentleri alır ve başlık bilgilerini kontrol eder. Ardından, segmentleri yeniden birleştirmeye ve daha sonra daha yüksek katmanlara taşınan veri akışlarını oluşturmaya başlar.

Adım 5 : Aktarım katmanından gelen veri akışları, TCP/IP modelinde Uygulama katmanına ulaşır. OSI modelinde Session katmanına, Presentation katmanına ve son olarak da Application katmanına ulaşır. Katman(lar), alıcının bilgisayarına veya uygulamalarına yalnızca uygulamaya özel verileri iletirken veri akışlarını alacak ve bunları kapsülden çıkaracaktır.

Kapsüllemenin Avantajları

Ağda kapsüllemenin avantajları şunlardır:

1 numara. Veri güvenliği

Kapsülleme, yetkisiz erişime karşı veri güvenliğini ve gizliliği artırmaya yardımcı olur. Ve mevcut senaryoda veri korumanın ne kadar önemli olduğunu biliyorsunuz. Böylece, veri hırsızlığı, saldırılar vb. çevrimiçi risklerden kaçınabilirsiniz. Ayrıca, karmaşıklık olmadan istediğiniz düzeydeki kullanıcıya erişim verebilirsiniz.

2 numara. Güvenilir veri

Kapsülleme, herhangi bir müşteri kodu tarafından kurcalanamayacak şekilde çekirdek verilerin bütünlüğünü sağlar. Ayrıca, temel bilgilerin harici nesneler tarafından görülüp görülemeyeceğine de karar verir. Veri kapsülleme olmadığında, verilerdeki küçük bir değişiklik bile ağa zarar verebilir.

#3. Eklenen Özellikler ve İşlevler

Kapsüllemede, veriler farklı katmanlarda eklenir. Bu, bir ağ üzerinden gönderen ve alıcı arasındaki veri aktarımına daha fazla özellik ve işlevsellik ekler. Bu özellikler ve işlevler, veri akışı kontrolü, yönlendirme, hata algılama, veri sıralama ve daha fazlası olabilir. Bu aynı zamanda veri iletiminin düzgün ve etkili olmasına yardımcı olur.

#4. Etkili iletişim

Kapsülleme ve kapsülden çıkarma bir ağda aynı anda çalışıyor. Kapsülleme, gönderici tarafında, de-encapsulation ise alıcı tarafında gerçekleştirilir. Bu, hem alıcı hem de gönderici için gerekli olan iletişimi daha etkili hale getirir.

# 5. Kolay bakım

Herhangi bir nedenle herhangi bir zamanda hatalar meydana gelebilir ve iki uç arasındaki veri iletiminin kesintiye uğramasına neden olabilir. Ancak veriler üzerinde gerçekleştirilen kapsülleme, bağlantının güvenliğini sağlamaya yardımcı olur ve verilerin kurcalanmasını önler. Bu nedenle, temel bilgiler güvende kalır ve hata olasılığını azaltır, bu da bakımı kolaylaştırır.

Çözüm

Veri kapsülleme ve kapsülden çıkarma, ağ oluşturmanın önemli yönleridir. Bu teknikler, daha iyi veri güvenliği, gizlilik, güvenilirlik ve etkili iletişim ile ağ içinde uygun veri akışını sağlar.