OSI Katmanları

Herkese merhabalar, uzun zamandan beri herhangi bir yazı ve içerik paylaşmamakla birlikte yol haritamı da değiştirmiş bulunmaktayım. Yaklaşık 1 sene boyunca IOS geliştirme alanında öğrendiklerimle birlikte ilgimin en derinlerde gizli saklı kalan Siber Güvenlik alanına kaydığını ve bu yüzden upuzun süren karar verme sürecimin sonunda Siber Güvenlik alanında ilerlemeye karar verdim.

En temel olarak OSI Katmanlarını anlamakla başlayalım istiyorum. Ki bu yazılım ile uğraşan yazılıma merak duyan ve yazılım geliştirme alanında bulunan herkesin bilmesi gereken temel bir konu, o halde lafı uzatmadan hemen konumuza giriş yapalım.

OSI (Open Systems Interconnection) ağ iletişimini anlamak ve standartlaştırmak için geliştirilmiş 7 katmanlı bir yapıdır. OSI modeli farklı cihazların ve protokollerin birlikte çalışmasını kolaylaştırır.

Aslına bakarsak somut değil bir ağdaki veri iletişiminin nasıl gerçekleştiğini açıklayan soyut bir çerçevedir.

Öncelikle ben ezbere bildiklerimizi belirtmeden önce hiç sorulmayanları sorarak öğrenme yoluna gitmeyi tercih edenlerden biriyim, bu yüzden ilk önce şunu soralım ;

Temel neden, ağ iletişiminin karmaşık yapısını daha kolay anlaşılabilir ve yönetilebilir parçalara bölmektir. Bu sayı ihtiyaçları karşılayan optimum bir denge olarak seçilmiştir. Her katman, belirli bir işleve odaklanır ve diğer katmanlardan bağımsız olarak çalışabilir. Bu ayrım sistem tasarımını daha modüler hale getirir.

Daha az katman olması iletişimdeki bazı önemli ayrıntıların gözden kaçmasına neden olabilirdi.

Daha fazla katman olması ise sistemi gereksiz şekilde karmaşık hale getirebilirdi.

7 katman, tüm ağ iletişim süreçlerini kapsayacak şekilde işlevsel olarak dengelenmiştir.

Her katman, farklı bir ağ cihazı , protokol ve teknoloji tarafından uygulanabilir. Bu yapı farklı teknolojilerin ve üreticilerin ürünlerinin birbirleriyle uyumlu olmasını kolaylaştırır.

Ağ iletişimi, fiziksel ortamdan kullanıcıya kadar bir akış içindedir. 7 katman, bu akışı doğal bir şekilde temsil eder.

Sonuç olarak, 7 katman seçimi ağ iletişimini hem mantıksal hem de pratik olarak en iyi şekilde temsil eden bir yapı oluşturmak amacıyla yapılmıştır. Bu yapı, ağların tasarımını, analizini ve sorun giderilmesini kolaylaştırır.

Şimdi hazırsak katmanlara ve katmanların detaylarına geçişimizi yapalım.

1. Fiziksel Katman (Physical Layer)

• Veri iletiminin fiziksel yönlerini ele alır. Elektrik sinyalleri, kablolar, fiber optik ve radyo frekansları bu katmanda yer alır.
• Voltaj seviyeleri, kablo türleri, konnektörler bu katmanda belirlenir.
• Bitlerin (1 ve 0 ların) fiziksel ortama iletilmesini sağlar.

2. Veri Bağı Katmanı (Data Link Layer)

• Fiziksel katmandan gelen ham veriyi ‘frame’ adı verilen paketlere dönüştürür ve veri iletim hatalarını kontrol eder.
• Veriyi paketlere ayırır ve adresleme yapar. (Framing)
• Hata kontrolü yapar. Fiziksel katmandaki hataları algılar ve mümkünse düzeltir.
• Ağ üzerindeki cihazların ne zaman veri göndereceğini belirler.

Alt Katmanlar :

a — MAC (Media Access Control) → Donanım adreslemesi ve ortam erişim kontrolü

b — LLC (Logic Link Control) → Hata tespiti ve akış kontrolü

Kullanım Örnekleri:

Ethernet(MAC adresleri), Wi-Fi (802.11), Bluetooth

3. Ağ Katmanı (Network Layer)

Bu katman verilerin kaynak cihazdan hedef cihaza yönlendirilmesinden ve iletilmesinden sorumludur.

• Mantıksal adresleme (IP Adresleri)
• Veri paketlerinin yönlendirilmesi (routing)
• Ağ cihazlarının veri akışını yönetmesi

Kullanım örnekleri;

• Protokoller (IPv4, IPv6 ve ICMP (ping için)
• Donanımlar(Router)

4. Taşıma Katmanı (Transport Layer)

Bu katman uçtan uca veri iletimi sağlar. Veriyi paketlere böler ve iletişim sırasında bu sıralamayı korur.

• Hata kontrolü; verinin eksiksiz ve doğru bir şekilde iletilmesini sağlar.
• Yavaş ve hızlı cihazlar arasındaki veri akışını düzenler.
• Bağlantı kurulumu ve sonlandırma işlemlerini yapar.

Protokoller;

• TCP (Transmission Control Protocol) Güvenilir veri iletimi.
• UDP (User Datagram Protocol) Hızlı ama güvenilir olmayan iletim.

Kullanım örnekleri;

• Web tarayacılarında TCP kullanımı (HTTP üzerinden)
• Video oyunlarında ki UDP kullanımı (düşük gecikme)

5. Oturum Katmanı (Session Layer)

Oturumların arasında uygulamaların başlatılmasını, sürdürülmesini ve sonlandırılmasını sağlar.

• Bağlantı sürekliliğini sağlar.
• Kesinti durumunda oturumu yeniden başlatır.
• İki yönlü iletişim kontrolü sağlar.

Kullanım örnekleri;

• Video Konferans Uygulamaları
• Uzaktan Masaüstü Bağlantıları

6. Sunum Katmanı (Presentation Layer)

Sunum katmanı, verinin cihazlar veya uygulamalar arasında anlaşılabilir bir formata dönüştürülmesini sağlar.

• Veri formatı dönüştürme (metin, görüntü veya ses)
• Veri şifreleme (HTTPS bağlantıları)
• Veri sıkıştırma (Ses ve video dosyaları için)

Kullanım örnekleri;

• JPEG, GIF (görüntü)
• MP3, AAC (ses)
• SSL/TLS (güvenli iletim)

7. Uygulama Katmanı (Application Layer)

Kullanıcının doğrudan etkileşimde bulunduğu katmandır. Uygulama yazılımları aracılığıyla ağ hizmetleri sunar.

• Ağ hizmetlerini kullanıcıya sunma
• Verilerin kullanıcılar tarafından gönderilmesini ve alınmasını sağlama

Protokoller ve Kullanım örnekleri;

• HTTP/HTTPS (Web tarayıcılar için)
• SMTP/IMAP/POP3 (E-posta gönderimi ve alımı)
• DNS (Alan adlarını IP adreslerine dönüştürme)

Katmanların Özet Akışı

1. Fiziksel Katman; Ham veri iletimi.
2. Veri Bağı Katmanı; Çerçeveleme ve hata kontrolü.
3. Ağ Katmanı; Rotalama ve adresleme.
4. Taşıma Katmanı; Uçtan uca veri iletimi.
5. Oturum Katmanı; Bağlantı ve oturum yönetimi.
6. Sunum Katmanı; Veri dönüşümü ve şifreleme.
7. Uygulama Katmanı; Kullanıcı hizmetleri.

OSI modeli teorik bir yapı olsa da, günümüzde pratikte daha çok TCP/IP modeli kullanılmaktadır. Ancak OSI modeli hala ağ iletişimini anlamak için temel bir referans noktasıdır.

Görüşmek üzere👋🏼