İnternetin Yapısı

Önceki ders sunucunun kararlı bir adreste dinlediğini kurdu. Ancak ornek.test sunucusu sizin makinenizle aynı yerel ağda değildir. İki uç arasındaki paketler, ayrı kuruluşlarca işletilen ve ortak bir sahibi olmayan çok sayıda ağdan geçer.

Bu ders, o yapının nasıl bir arada durduğunu ele alır. Sorulacak soru şudur: kimsenin tamamına sahip olmadığı bir sistemde, bir paketin hedefe giden yolu nasıl belirlenir?

Ağların Ağı

İnternet tek bir ağ değildir. Birbirine bağlanmış, her biri ayrı işletilen binlerce ağın oluşturduğu bir birleşimdir. Bir üniversite kampüsündeki ağ, bir kurumun iç ağı, bir erişim sağlayıcının ağı — her biri kendi donanımını seçer, kendi kurallarını koyar, kendi personeliyle işletir.

Bu ağları internet yapan şey ortak sahiplik değil, iki ortak karardır: aynı adresleme düzenini kullanmak ve birbirlerinin trafiğini taşımayı kabul etmek. Bir ağ bu ikisini yaptığı anda internetin parçasıdır; bırakmak istediğinde bağlantısını keser.

Bu tasarımın adı ağların ağıdır ve doğrudan bir sonucu vardır: internetin bir açma düğmesi, bir merkezî yönetim kurulu veya tam bir haritası yoktur. Hiçbir kuruluş tüm bağlantıların listesini tutmaz, çünkü böyle bir liste hiçbir yerde üretilmez.

Otonom Sistem

Yönlendirme açısından anlamlı birim tek tek ağlar değil, otonom sistemdir (autonomous system): tek bir yönetim otoritesi altında, ortak bir yönlendirme politikasıyla işletilen ağ veya ağlar kümesi.

Otonom sistemler numaralandırılır. Bu numara, sistemler arasındaki yönlendirme konuşmalarında sistemi tanıtan kimliktir. Numaralar bir kayıt düzeni içinde dağıtılır; aynı numarayı iki kuruluşun kullanamaması gerekir.

Yönlendirme problemi böylece iki düzeye ayrılır.

Sistem içi yönlendirme. Bir otonom sistemin içinde yolun nasıl seçileceği, o sistemi işleten kuruluşun kendi kararıdır. Dışarıdan kimse karışmaz ve dışarısı bu ayrıntıyı görmez.

Sistemler arası yönlendirme. Otonom sistemler birbirlerine hangi adres bloklarına ulaşabildiklerini duyurur. Bir sistem, komşularından gelen duyuruları toplar ve her hedef için hangi komşuya vereceğine kendi politikasına göre karar verir.

Bu ikinci düzeydeki kararın kime ait olduğu önemlidir: her otonom sistem kendi kararını verir. Yolu belirleyen merkezî bir otorite yoktur; yol, bağımsız kararların zincirlenmesiyle ortaya çıkar. Bir paketin izlediği yol, bu yüzden, hiçbir uçta önceden bilinmez.

Ayrımın pratik sonucu ölçeklenmedir. Sistemler arası yönlendirme, her konağı değil adres bloklarını ve otonom sistemleri konuşur. Bir kuruluşun iç ağını değiştirmesi, dışarıdaki yönlendirme tablolarında hiçbir değişiklik yaratmaz. Bu ayrım olmasaydı, dünyadaki her yerel değişikliğin tüm ağlara duyurulması gerekirdi.

İlişki Türleri

Otonom sistemler arasındaki bağlantılar teknik olduğu kadar ticari ilişkilerdir ve politikayı belirleyen de bu ilişkilerdir.

Geçiş (transit) ilişkisinde bir sistem, bir başkasının trafiğini internetin geri kalanına taşımayı üstlenir; bunun karşılığında ücret alır. Trafik yukarı doğru akar.

Eşleme (peering) ilişkisinde iki sistem, yalnızca kendi müşterilerine ait trafiği karşılıklı olarak doğrudan alışverişe açar. Aradaki taşımayı üçüncü bir tarafa ödemedikleri için ikisi de kazanır; bu yüzden çoğu eşleme ücretsizdir.

Bu ilişkilerin sonucu, yolun her zaman en kısa olmamasıdır. Bir sistem, teknik olarak daha kısa bir yol varken politika gereği başka bir komşuyu seçebilir. Ağın geometrisi ile yönlendirmenin geometrisi aynı değildir.

Bir Yolun İzlenmesi

Bir paketin izlediği ara düğümler, yol izleme araçlarıyla gözlenebilir. Bu araçlar, gidiş mesafesi kademeli olarak artırılan paketler göndererek yol üzerindeki düğümlerin sırayla yanıt vermesini sağlar.

traceroute ornek.test

Bu komutun çıktısı burada verilmemiştir ve verilemez. Çıktı, komutu çalıştıran makinenin bulunduğu yere, erişim sağlayıcısına ve o andaki yönlendirme durumuna bağlıdır; aynı komut iki farklı yerde iki farklı sonuç, aynı yerde farklı zamanlarda farklı sonuç üretir. Değişmeyen, çıktının biçimidir:

Alan	Anlamı
Satır numarası	Kaçıncı ara düğüm olduğu
Ad veya adres	O düğümün kimliği
Süre ölçümleri	Gidiş–dönüş süresi; birden çok ölçüm yapılır
* işareti	Düğüm yanıt vermedi

Son satırdaki * işaretleri arıza anlamına gelmez. Yol üzerindeki düğümlerin bu tür paketlere yanıt verme zorunluluğu yoktur; yanıt vermemek bir yapılandırma tercihidir ve paketlerin taşınmasını engellemez.

İki nokta bu çıktıyı okurken önemlidir. Birincisi, gidiş yolu ile dönüş yolu aynı olmak zorunda değildir; ölçülen süre ikisinin toplamıdır. İkincisi, yol zaman içinde değişebilir; iki ardışık ölçüm farklı düğümler gösterebilir. Bu, önceki derste kurulan paket anahtarlamanın doğrudan sonucudur.

Merkezsizlik Neyin Merkezsizliğidir

İnternetin merkezî yönetimi olmaması, hiçbir şeyin ortak olmadığı anlamına gelmez. Bazı işlevler tekil olmak zorundadır, çünkü çakışma olduğunda sistem çalışmaz.

Tekil olmak zorunda olanlar. Adresler ve otonom sistem numaraları benzersiz olmalıdır; aynı adresi iki kuruluş kullanırsa paketler hangi hedefe gideceğini yitirir. Alan adı hiyerarşisinin kökü de tekildir; aynı adın iki farklı yeri göstermemesi gerekir. Bu sayıların ve adların dağıtımı, bölgesel kayıt kuruluşlarına devredilmiş bir düzen içinde yürütülür.

Tekil olması gerekmeyenler. Hangi donanımın kullanılacağı, iç yönlendirmenin nasıl yapılacağı, hangi komşuyla eşleneceği, kapasitenin ne kadar olacağı — bunların hepsi yerel kararlardır.

Ortak olması gereken ama zorunlu tutulamayan. Protokoller. İki ağın konuşabilmesi için aynı kuralları izlemesi gerekir, ancak bunu dayatan bir yaptırım yoktur. Kurallar açık belgeler olarak yayımlanır ve gerçekleştirimler bu belgelere uyduğu için birlikte çalışır. Uymayan bir gerçekleştirim yasaklanmaz; yalnızca kimse onunla konuşamaz.

Bu üçlü ayrım, internetin yönetişim modelini özetler: adlarda ve sayılarda tekillik, işletmede özerklik, protokollerde gönüllü uyum.

Bu Yapının Bedeli

Merkezsiz tasarımın kazançları belirgindir: yeni bir ağın katılması için kimseden izin alınması gerekmez, bir bölümün arızası bütünü durdurmaz, farklı ölçeklerdeki kuruluşlar aynı yapıda yaşayabilir.

Bedelleri de aynı ölçüde belirgindir. Uçtan uca başarım kimsenin güvencesi altında değildir; yol üzerindeki her sistemin kendi politikası vardır. Bir sorunun kaynağını bulmak, birden çok kuruluşun görüş alanına yayılmış bir sorunu birleştirmeyi gerektirir. Yönlendirme duyuruları güvene dayandığı için yanlış bir duyuru trafiği yanlış yere çekebilir.

Bu bedeller tasarım hatası değil, seçilen ödünleşimin diğer yüzüdür. Önceki dersteki paket anahtarlama kararında olduğu gibi burada da öngörülebilirlikten vazgeçilip esneklik ve ölçeklenebilirlik alınmıştır.

Özet

• İnternet tek bir ağ değil, ortak adresleme düzenini kullanmayı ve birbirinin trafiğini taşımayı kabul etmiş bağımsız ağların birleşimidir.
• Otonom sistem, tek bir yönetim otoritesi altında ortak politikayla işletilen ağ kümesidir ve yönlendirmenin anlamlı birimidir.
• Sistem içi yönlendirme yerel bir karardır; sistemler arası yönlendirmede her sistem komşularından gelen duyurulara bakarak kendi kararını verir.
• Sistemler arası ilişkiler ticari olduğu için seçilen yol her zaman en kısa yol değildir.
• Yol izleme çıktısı yere ve zamana bağlıdır; kararlı olan çıktının biçimi ve yanıt vermeyen düğümlerin arıza anlamına gelmemesidir.
• Adresler, otonom sistem numaraları ve alan adı kökü tekil olmak zorundadır; işletme kararları yereldir, protokol uyumu gönüllüdür.

Sonraki Adım

Bu ders, paketlerin adres bloklarına göre yönlendirildiğini söyledi ancak adresin kendisini tanımlamadı. Yönlendirme tablolarının tek tek makineleri değil blokları taşıyabilmesi, adreslerin rastgele değil yapılı olmasına dayanır. Sonraki ders IP adresini tanımlayacak, bu yapının ölçeklenme gerekçesini gösterecek ve ornek.test sunucusunun adresinin ne anlama geldiğini açıklayacak.