Sanal Özel Ağ

Makine kiralandı, imajı seçildi ve ölçeklenmesi bir gruba devredildi. Kiralanan her örneğin bir adresi var ve o adres bir yerden geliyor: örnekler açılmadan önce çizilmiş bir adres alanından. Sanal özel ağ, kiracıya ayrılan ve içinde adres dağıtımı kiracıya bırakılan alandır. Sağlayıcı iletim düzlemini, kiracılar arasındaki yalıtımı ve adres tahsis mekanizmasını üstlenir; blok, önek uzunluğu ve bloğun kurumun aralığındaki yeri yazana kalır.

Bu kalem ötekilerden bir yönüyle ayrılır. Yönlendirme kuralı yanlış yazılırsa düzeltilir, filtre kuralı gevşekse daraltılır — adres bloğu kurulduktan sonra değişmez. Sorulan üç şey var: bir blokta kaç adres gerçekten kullanılabilir, seçim hangi dönemde dar gelir ve dar geldiği gün ne kadar tutar.

• BA1. Sekiz dönemlik büyüme dizisi ve komşu blok listesi kurgusal bölgesel ölçüm ağına aittir. Gerçek bir ağ kurulmuyor; ölçülen şey node ile kurulan modeldir. Adres aritmetiği gerçektir.
• BA2. Bütün bloklar özel adres aralıklarından yazıldı; gerçek genel blok kullanılmıyor.
• BA3. Sağlayıcının her alt ağda beş adresi ayırdığı varsayıldı. Gerçekte bu sayı sağlayıcıya göre değişir; kullanılabilir adres sayısını kaydırır, yönünü değiştirmez.
• BA4. Büyüme dizisi elle yazıldı; rastgelelik yok, her koşum aynı sayıları üretir.
• BA5. Bedeller kurgu birim cinsindendir, para birimi değildir. Yolların birbirine oranını taşır, mutlak bir tutar bildirmez.
• BA6. Komşu blok listesi yediye indirgendi. Gerçekte bir kurumda kayıtlı blok sayısı çok daha yüksektir; çakışma sayısını büyütür, tarama mantığını değiştirmez.

Adres Alanı Modeli

Model üç şey tutuyor: bloğu adres aritmetiğiyle çözen birkaç işlev, aynı kurumda kayıtlı komşu bloklar ve ölçüm ağının sekiz dönemlik talebi. Talep satırı bir dönemde kaç alana yayıldığını, kaç katman kullandığını ve kaç örnek koştuğunu yazıyor; alt ağ sayısı bu ikisinin çarpımıdır.

// adres.mjs — adres alani plani modeli; gercek ag kurulmuyor, adres aritmetigi gercek
export const toInt = (ip) => ip.split('.').reduce((a, o) => a * 256 + Number(o), 0);
export const toIp = (n) => [16777216, 65536, 256, 1].map((b) => Math.floor(n / b) % 256).join('.');
export const blok = (c) => {
  const [ip, e] = c.split('/'); const onek = Number(e); const boyut = 2 ** (32 - onek);
  const bas = Math.floor(toInt(ip) / boyut) * boyut;      // onek kisaldikca taban geriye kayar
  return { ad: `${toIp(bas)}/${onek}`, onek, boyut, bas, son: bas + boyut - 1 };
};
export const kesisir = (a, b) => a.bas <= b.son && b.bas <= a.son;

// Ayni kurumun var olan bloklari (kurgu); hepsi ozel aralikta.
export const KOMSU = [
  ['merkez-salon', '10.0.0.0/16'], ['eski-olcum', '10.8.0.0/14'], ['laboratuvar', '10.32.0.0/16'],
  ['saha-gecici', '10.41.0.0/16'], ['olcut-arsivi', '10.42.128.0/17'], ['yedek-toplama', '10.44.0.0/14'],
  ['ortak-baglanti', '172.20.0.0/14'],
].map(([ad, c]) => ({ ...blok(c), ad }));

export const CAPA = '10.42.0.0';            // planlayicinin yazdigi baslangic adresi
export const KURUM = blok('10.32.0.0/12');  // kuruma ayrilan aralik; yeni ekipler buradan alir
export const AYRILAN = 5;                   // saglayici her alt agda bes adres ayirir (BA3)

// [donem, alan, katman, ornek] — kurgusal olcum aginin buyume dizisi (BA4)
export const TALEP = [
  [1, 2, 2, 18], [2, 2, 2, 26], [3, 3, 2, 44], [4, 3, 2, 71],
  [5, 3, 3, 118], [6, 3, 3, 196], [7, 4, 3, 340], [8, 4, 3, 612],
];
export const altAg = (t) => t[1] * t[2];
export const gerek = (t) => t[3] + t[1] + 2;             // ornek + alan basina gecit + iki dengeleyici
export const ayrilan = (t) => AYRILAN * altAg(t);
export const kullanilan = (t) => gerek(t) + ayrilan(t);
export const tasma = (b) => (TALEP.find((t) => kullanilan(t) > b.boyut) || [0])[0];
export const cakisan = (b) => KOMSU.filter((k) => kesisir(b, k));

export const TOPLAM_DILIM = KURUM.boyut / 4096;          // kurum araliginda kac /20 dilimi var
export const dilim = (b) => {                            // blogun tuttugu /20 dilimleri
  const s = new Set();
  if (b.son < KURUM.bas || b.bas > KURUM.son) return s;
  const ilk = Math.floor((Math.max(b.bas, KURUM.bas) - KURUM.bas) / 4096);
  const sn = Math.floor((Math.min(b.son, KURUM.son) - KURUM.bas) / 4096);
  for (let i = ilk; i <= sn; i++) s.add(i);
  return s;
};
export const KOMSU_DILIM = new Set(KOMSU.flatMap((k) => [...dilim(k)]));

blok işlevindeki taban hesabı modelin sessiz iddiasıdır: yazılan adres seçilen blok değildir. Önek kısaldıkça taban hizalanmak için geriye kayar, yani 10.42.0.0 yazıp kısa bir önek vermek başka bir yerden başlayan bir blok kurar. dilim ise ikinci bir eksen açıyor — bloğun kuruma ayrılan aralıkta kaç dilim tuttuğunu sayıyor, çünkü alınan yer başka bir ekibe kalmıyor.

Önek Uzunluğu Taraması

// kosum1.mjs — onek uzunlugu taranir: kaci kullanilabilir, ne zaman tasar, kime carpar
import { blok, CAPA, TALEP, altAg, gerek, ayrilan, kullanilan, tasma, cakisan,
  dilim, KOMSU_DILIM, TOPLAM_DILIM } from './adres.mjs';

const s = TALEP[TALEP.length - 1];
console.log(`donem-8 talebi: ${s[3]} ornek + ${s[1]} gecit + 2 dengeleyici = ${gerek(s)} adres; ` +
  `${altAg(s)} alt ag x 5 = ${ayrilan(s)} ayrilan; toplam ${kullanilan(s)}`);
console.log(`${'blok'.padEnd(17)} ${'toplam'.padStart(8)} ${'kullanilabilir'.padStart(14)} ` +
  `${'tasma'.padStart(8)} ${'israf'.padStart(8)} ${'cakisan'.padStart(8)} ${'kalan /20'.padStart(10)}  carptigi komsu`);
for (const onek of [25, 24, 23, 22, 21, 20, 18, 16, 14, 12]) {
  const b = blok(`${CAPA}/${onek}`), t = tasma(b), c = cakisan(b);
  const yeni = new Set([...KOMSU_DILIM, ...dilim(b)]);
  console.log(`${b.ad.padEnd(17)} ${String(b.boyut).padStart(8)} ${String(b.boyut - ayrilan(s)).padStart(14)} ` +
    `${String(t ? `donem ${t}` : '-').padStart(8)} ${String(t ? '-' : b.boyut - kullanilan(s)).padStart(8)} ` +
    `${String(c.length).padStart(8)} ${String(TOPLAM_DILIM - yeni.size).padStart(10)}  ${c.map((k) => k.ad).join(' ')}`.trimEnd());
}

donem-8 talebi: 612 ornek + 4 gecit + 2 dengeleyici = 618 adres; 12 alt ag x 5 = 60 ayrilan; toplam 678
blok                toplam kullanilabilir    tasma    israf  cakisan  kalan /20  carptigi komsu
10.42.0.0/25           128             68  donem 5        -        0        151
10.42.0.0/24           256            196  donem 7        -        0        151
10.42.0.0/23           512            452  donem 8        -        0        151
10.42.0.0/22          1024            964        -      346        0        151
10.42.0.0/21          2048           1988        -     1370        0        151
10.42.0.0/20          4096           4036        -     3418        0        151
10.42.0.0/18         16384          16324        -    15706        0        148
10.42.0.0/16         65536          65476        -    64858        1        144  olcut-arsivi
10.40.0.0/14        262144         262084        -   261466        2        112  saha-gecici olcut-arsivi
10.32.0.0/12       1048576        1048516        -  1047898        4          0  laboratuvar saha-gecici olcut-arsivi yedek-toplama

Ayrılan altmış adres her satırda aynı, oranı değil: /25 bloğunda toplamın yüzde kırk yedisi ayrılmışa gidiyor, /20 bloğunda yüzde bir buçuğu. Küçük blokta bölme düzeninin kendisi bloğun yarısını yiyor ve bu yem hiçbir örneğe verilmiyor. Taşma sütunu dar tarafın bedelini veriyor: /25 beşinci dönemde, /24 yedincide, /23 sekizincide duruyor. Sekizinci dönemin talebi altı yüz yetmiş sekiz adres, /23 bloğunda beş yüz on iki adres var.

Sağ taraf ters yöndeki bedeli sayıyor. /16 bloğu tek komşuya çarpıyor ve o komşu tam olarak 10.42.128.0/17 — planlayıcının kendi ikinci sekizlisinin içinde oturan bir kalem. /14 yazmak tabanı 10.40.0.0 adresine, /12 yazmak 10.32.0.0 adresine kaydırıyor; ikisinde de yazılan adres kurulan bloğun başlangıcı değil. Kaydırma iki komşuyu daha içeri alıyor. Çakışan bir blok eşlenemez: iki tarafta aynı adres iki makineye karşılık geldiği için eşleme reddedilir ve geriye yalnız adres dönüştürme kalır.

Son sütun geniş seçimin görünmeyen bedelidir. Kuruma ayrılan aralıkta iki yüz elli altı dilim var; komşular yüz dördünü tutuyor. /20 ve altındaki her seçim bir dilim alıp yüz elli birini bırakıyor, /18 yüz kırk sekiz, /14 yüz on iki, /12 sıfır. Aynı gün başka bir ekip aynı aralıktan blok isteyecek. Sıfır ile yüz elli bir arasındaki fark bugün hiçbir uyarı üretmez.

Tarama pencereyi kendisi çiziyor: /22 ile /18 arasında hem taşma yok hem çakışma yok. /20 sekizinci dönemde üç bin dört yüz on sekiz adres boş bırakıyor — bu israf bir maliyet kalemine karşılık gelmiyor, yalnız bir dilim tutuyor. /23 ile arasındaki fark, kurulum gününde tek karakterdir.

Dar Seçimin Bedeli

// kosum2.mjs — /23 secilmisti; tasma aninda uc cikis yolu kurgu birimle sayilir
import { blok, CAPA, TALEP, altAg, kullanilan, tasma } from './adres.mjs';

const SECIM = blok(`${CAPA}/23`), GENIS = blok(`${CAPA}/20`);
const t = tasma(SECIM), d = TALEP.find((x) => x[0] === t);
console.log(`secilen blok ${SECIM.ad}: ${SECIM.boyut} adres, donem-1 talebi ${kullanilan(TALEP[0])} ` +
  `-> ${(SECIM.boyut / kullanilan(TALEP[0])).toFixed(1)}x pay, kurulum gunu hicbir sey soylemiyor`);
console.log(`ayni gun ${GENIS.ad} yazmanin ek bedeli: 0 birim, 0 ek satir, 0 ek dakika`);
console.log(`tasma donem ${t}: ${d[3]} ornek, ${altAg(d)} alt ag, ${kullanilan(d)} adres gerekiyor, ${SECIM.boyut} var\n`);

// Bedeller kurgu "birim" (BA5); oranlari tasiyor, para birimi degil.
const YOL = [
  ['yeniden kurma', d[3] * 2 + altAg(d) * 15 + 5 * 40, 0, 0],
  ['ikinci ag + esleme', 120, 95, altAg(d)],
  ['adres donusturme katmani', 40, 60, 2],
];
const taban = YOL[0][1];
console.log(`${'cikis yolu'.padEnd(25)} ${'kurulum'.padStart(8)} ${'donem basi'.padStart(11)} ` +
  `${'kalici kalem'.padStart(13)} ${'6 donem'.padStart(8)} ${'yeniden kurmayi gectigi'.padStart(23)}`);
for (const [ad, k, dn, kal] of YOL) {
  let n = 0; if (dn > 0) { n = 1; while (k + dn * n <= taban) n++; }
  console.log(`${ad.padEnd(25)} ${String(k).padStart(8)} ${String(dn).padStart(11)} ${String(kal).padStart(13)} ` +
    `${String(k + dn * 6).padStart(8)} ${String(n ? `donem ${n}` : '-').padStart(23)}`);
}

secilen blok 10.42.0.0/23: 512 adres, donem-1 talebi 42 -> 12.2x pay, kurulum gunu hicbir sey soylemiyor
ayni gun 10.42.0.0/20 yazmanin ek bedeli: 0 birim, 0 ek satir, 0 ek dakika
tasma donem 8: 612 ornek, 12 alt ag, 678 adres gerekiyor, 512 var

cikis yolu                 kurulum  donem basi  kalici kalem  6 donem yeniden kurmayi gectigi
yeniden kurma                 1604           0             0     1604                       -
ikinci ag + esleme             120          95            12      690                donem 16
adres donusturme katmani        40          60             2      400                donem 27

İkinci satır dersin ölçüsüdür. /23 yerine /20 yazmak kurulum gününde sıfır birim tutuyor: aynı komut, aynı dakika, aynı satır sayısı. Birinci dönemde /23 bloğunda on iki kat pay görünüyordu ve bu görüntü yedi dönem boyunca doğru kaldı. Sekizinci dönemde blok bitiyor ve bitmesiyle birlikte üç yoldan biri seçilmek zorunda kalıyor.

Yeniden kurma bin altı yüz dört birim; altı yüz on iki örneği taşımak, on iki alt ağı yeniden kurmak ve kesintili bir pencere açmak. Tek seferliktir ve arkasında kalıcı kalem bırakmaz. İkinci ağ açıp eşlemek yüz yirmi birime kuruluyor ve toplantıda her seferinde bunu kazanır — altı dönem sonunda hâlâ altı yüz doksan birimde, yeniden kurmanın yarısından ucuz. Onaltıncı dönemde geçiyor. Adres dönüştürme katmanı daha da ucuz başlıyor ve yirmi yedinci dönemde geçiyor.

Kalıcı kalem sütunu asıl farkı taşıyor. İkinci ağ on iki kalıcı kalem bırakıyor: on iki yönlendirme tablosunun her birine yazılması ve bundan sonra her değişiklikte güncellenmesi gereken birer satır. Adres dönüştürme katmanının iki kalıcı kalemi satır değil özelliktir — iki taraf birbirini gerçek adresiyle göremez ve günlüklerde kaynak adres katmanın adresine dönüşür. Ertelemenin bedeli birim sayısında değil, bu iki sütunun ilerideki her derse taşınmasındadır.

Elde Kalan Karar

Kalem	Kimde	Sonradan değişir mi
Adres bloğu ve önek uzunluğu	ekip	hayır
Bloğun kurum aralığındaki yeri	ekip	hayır
Alan sayısı	ekip	yalnız artar
Alt ağ sınırları	ekip	yalnız artar
Yönlendirme kuralları	ekip	evet
Filtre kuralları	ekip	evet
Ad çözümleme ve akış günlüğü	ekip	evet
Eşleme ve özel bağlantı	ekip	çakışma yoksa evet
Alt ağ başına ayrılan beş adres	sağlayıcı	—
Adres tahsis mekanizması	sağlayıcı	—
İletim düzlemi ve kiracı yalıtımı	sağlayıcı	—
Geçidin kendi yedekliliği	sağlayıcı	—

On iki kalemin sekizi elde kalıyor, dördü devrediliyor. Devredilen dördü hiç sorulmuyor da denebilir — ayrılan beş adres bir tercih değil, bir kesintidir ve /25 bloğunda toplamın yarısına yaklaşır. Elde kalan sekizin dördü serbestçe değişiyor, ikisi yalnız büyüyebiliyor, ikisi kurulduktan sonra hiç değişmiyor.

“Değişmez” burada bir yasak değil, bir bağımlılık yığınıdır. Blok yazıldığı andan sonra ona dayanan üç kalem doğuyor: dağıtılmış adresler, o adreslere göre yazılmış yönlendirme kuralları ve aynı adreslere göre yazılmış filtre kuralları. Bloğu genişletmek üçünü birden geçersiz kılar, çünkü genişleme tabanı kaydırır — 10.42.0.0/23 bloğunu /20 yapmak yeni bir bloktur, aynı bloğun büyümüş hâli değil. Kurumun kaydında da yer değiştirir ve o sırada komşuların hangisine çarpacağı yeniden sorulmak zorunda kalır.

Geri alınamayan kalem bu iki satırdır: bloğun kendisi ve bloğun kurum aralığındaki yeri. Bu kursun öteki kalemleri yanlış yazıldığında bir kural düzeltilir; burada yanlış yazıldığında bin altı yüz dört birimlik bir taşıma ya da her yönlendirme tablosuna dokunan kalıcı bir ek yapı doğar. Kararın alındığı an, elde en az bilginin olduğu andır — birinci dönemde on sekiz örnek koşuyordu ve sekizinci dönemin altı yüz on iki örneği hiçbir yerde yazılı değildi.

Özet

• Sekizinci dönem talebi 618 adres artı 12 alt ağ için 60 ayrılmış adres. Aynı 60 adres /25 bloğunun yüzde 47’sini, /20 bloğunun yüzde 1,5’ini yiyor; bölme düzeninin kesintisi küçük blokta blok kadar belirleyici.
• Dar tarafın bedeli taşma dönemidir: /25 dönem 5’te, /24 dönem 7’de, /23 dönem 8’de duruyor. Geniş tarafın bedeli çakışmadır: /16 bir, /14 iki, /12 dört komşu bloğa çarpıyor ve çakışan blok eşlenemez.
• Kısa önek tabanı hizalamak için geriye kaydırıyor; 10.42.0.0 yazıp /12 vermek 10.32.0.0 adresinden başlayan bir blok kuruyor ve kuruma ayrılan 256 dilimin tamamını tutuyor. /20 bir dilim tutup 151 dilim bırakıyor.
• Geri alınamayan kalem adres bloğu ve önek uzunluğudur. Kurulum gününde /23 yerine /20 yazmak 0 birim tutuyor; sekizinci dönemde aynı fark yeniden kurmada 1.604 birim, ikinci ağda 120 birim artı dönem başına 95 birim ve 12 kalıcı yönlendirme satırı.
• Ucuz görünen çıkış yolu kalıcı olanıdır: ikinci ağ 16. dönemde, adres dönüştürme katmanı 27. dönemde yeniden kurmanın toplamını geçiyor ve o zamana kadar doğrudan adreslemenin bitmiş olması geri alınmıyor.

Sonraki Adım

Blok seçildi ve içinde altı yüz yetmiş sekiz adreslik bir talep var — ama blok henüz tek parça. Adresler kullanılabilmek için bölünmek zorunda ve bölme düzeni yeni bir soru açıyor: her örnek dışarıdan doğrudan erişilebilir olmalı mı. Sonraki dersin sorusu bölmenin iki eksenini birden sayar: aynı blok az sayıda büyük parçaya ve çok sayıda küçük parçaya bölündüğünde kaç adres kullanılabilir kalıyor, alt ağ başına kesilen beş adres kaç parçada kaç yüz adres tutuyor ve bir alanın kaybı hangi düzende kaç örneği götürüyor — ve parçaların bir bölümünü dışarıya kapatmak doğrudan erişilebilir örnek sayısını kaça indirirken karşılığında hangi ek bileşeni zorunlu kılıyor.