Ağ katmanında paketler bir noktadan diğer noktaya iletilirken mantıksal adresler kullanırlar. Mantıksal adresler paketin kaynak ve gideceği en son yerin (hedefin) ağ adresini içerir. IP mantıksal adres olarak kendine özgü bir teknik kullanır. Adres alanı içinde varış noktasının ağ adresi ile host adresi bileşimi bulunur.

IP adres formatlarının ortak özellikleri:

• Adres uzunluğu 4 bayt = 32 bittir.
• Her adres sınıfı o adresi tanımlayan ilk baytın en anlamlı bitlerine yerleşen bir bit dizisi ile tanımlanır.
• Bu bit dizisini A, B, C sınıfı adreslerde Ağ adresi ve sonrasında host adresi takip eder.

IP global bir adresleme tekniğine sahiptir. Yani onbinlerce ağ ve milyonlarca hostu adreslemek mümkündür. IP, 5 farklı adres formatını destekler, bunlar; A, B, C, D ve E sınıfı adreslerdir.

A sınıfı Adres Formatı:

A sınıfı adreslerde ilk bayt ağı tanımlamak için kullanılır. İlk bir her zaman “0” ’dır. Ondan sonraki 7 bit ağ adresini oluşturur. Geri kalan 24 bit ağdaki host sayısını belirler. A sınıfı adresler çok sayıda host bulunan ağlar için uygun bir adres sınıfıdır.

B sınıfı Adres Formatı:

B sınıfı adreslerde ilk iki bayt ağı tanımlar. İlk iki bit adres sınıfını belirler ve diğer 14 bit network adresini oluşturur. Diğer 16 bit ağdaki host sayısını belirler. B sınıfı adresler orta sayıda hostu olan kurumlar için uygundur.

C sınıfı Adres Formatı:

C sınıfı adreslerde ilk üç bayt ağı tanımlar. İlk üç bit adres sınıfını belirler ve diğer 21 bit ağ adresini oluşturur. Kalan 8 bit ağdaki host sayısını belirler. C sınıfı adres host sayısı az olan kurumlar için uygundur.

D sınıfı Adres Formatı:

D sınıfı adresler çoklu-yayın (Multicast) adresleme için kullanılır.

E sınıfı adresleme “Reserved” olarak saklı tutulmaktadır.

IP adreslemesi IPv4 standartlarına göre yapılmaktadır. Yani IP adresleri 32 bitten oluşmaktadır fakat günümüzde bu IP adreslerinin tamamı tükenmek üzere olduğunda yakın bir gelecekte IP adresleri IPv6 standartlarına göre verilmeye başlanacaktır. Bu adresleme tekniğinde IP adresleri 32 değil 128 bitten oluşmaktadır.

NIC (Network Information Center) internet bağlantısı isteyen yerler için ağ numarası ataması yapar. Ağ numaraları ağın karakteristiğine göre (host ve ağ sayısına göre) verilir.

TCP / IP hostlar üzerinde IP adresi ayarlanırken yukarıda bahsedilen adres sınıflarına uygun maske (Mask) denen ve yine 32 bitten oluşan bir tanımlama alanı daha kullanılır. Bu alanın temel kullanım amacı, tek bir adresten host sayısı daha az olan alt ağ adresleri elde etmektir.

Özel IP Adresleri:

1. IP Adresi:

Bu IP adresi Varsayılan (Default) yönlendiricileri adresleme için kullanılır.

Host kısmı “0” olan adresler:

IP adreste host için ayrılmış alanın “0” olması bu adresin hiçbir hostu ifade etmediği anlamına gelir. Bu tür adresler, ağ ortamını tanımlar ve yönlendiriciler tarafından yol belirleme tablolarının oluşturulmasında kullanılır.

Host kısmı “255” olan adresler:

Bu adresler ağın yayın (Broadcast) adresleridir. İlgili ağdaki her hostu tek bir seferde adreslemede kullanılır.

255.255.255.255 IP Adresi:

IP ‘nin yayın (Broadcast) adresidir. Tüm ağlar ve hostları tek bir seferde adresler.

224 ile başlayan adresler:

Bu adresler çoklu-yayın (multicast) adresleridir. Belirli özelliklere sahip host gruplarını tek bir seferde adreslemede kullanılır.

127.0.0.1 adresi:

Bu yerel hostu tanımlayan bir adrestir. Local Loopback adres olarak da isimlendirilir. Bu adrese gönderilen paket ağa çıkartılmaz. Genelde hostun TCP / IP servisinin doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için kullanılır.

Alt Ağlar (Subnets):

Bir ağdaki tüm hostlar aynı ağ adresine sahip olmalıdır. Fakat ağ büyüdükçe bu bir sorun yaratmaya başlar. IP adres tasarımı yapılırken bu tür sorunların çözümü düşünülmüş ve her IP hostunda IP adresinin yanında birde IP Maskesi (IP Mask) tanımlamasının yapılması zorunluluğu getirilmiştir. Bu IP Maskeleri kullanılarak bir ağ adresinden daha fazla ağ adresi elde edilebilmektedir.

IP Maskesi:

Bir hostun gerçek ağ ve host adresi ancak, IP adresin Maske süzgecinden geçirilmesiyle elde edilebilir. A, B, C sınıfı adreslerin varsayılan maske (default mask) değerleri aşağıdaki gibidir:

Maske Filtrelemesi elimizdeki IP adresi ile Maskemizin VE işlemine tabi tutulmasıyla olur. Şöyle ki:

Elimizdeki IP adresi 192.140.120.15 olsun. Bu durumda bu adres C sınıfı bir adres olduğundan varsayılan maskemiz 255.255.255.0 ‘dır. Bunları ve işlemine tabi tutarsak:

11000000 10001100 01111000 00001111

VE 11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10001100 01111000 00000000

sonucuna ulaşılır. Bu filtreleme sonucunda elimizde kalan (filtreden geçen) adres Ağ Adresi, Filtreye takılan ise Host adresidir.

Bir ağ adresinden daha fazla ağ adresi elde edebilmek için, IP adresinde hosta ayrılmış olan adres alanından, maske kullanarak yeterli sayıda bit ödünç alınıp ağ adres alanına kaydırılır. Böylelikle tanımlanabilir host sayısında meydana gelen azalmaya karşılık istenilen sayıda alt ağ oluşturulabilir.

Kaç tane alt ağ oluşturulacağına göre ödünç alınan bit sayısı değişir. Ancak bir ağda en az 2 host bulunmalıdır. Yani C sınıfı bir adres için en fazla 6 bit ödünç alınabilir.

Tablodan da görülebileceği gibi oluşturulabilecek alt ağ sayısı (2ⁿ—2)‘dir.

Alt ağlar oluşturmamızın karşılığında tanımlanabilecek host sayısında azalma oluşacaktır.

Yayın (Broadcast):

Hostlar bazen bir ağ yada bir başka host hakkında bilgiye gereksinim duyarlar. Sabit disksiz bir host internet adresini ve TCP / IP protokolüne ait konfigürasyonu kendi ortamında kalıcı olarak saklayamadığından bu tür bilgilerin saklandığı başka bir hosttan [genelde ana bilgisayar (server)] bu bilgileri isterler. Hostların haberleşmesi için gerekli fiziksel adres bulunmak istendiğinde ARP protokolü ağ üzerindeki herbir hostu adreslemek için bu tür yayın adresine sahip paketler kullanırlar.

Yayın, temel olarak hedefin tam tarif edilemediği veya ağdaki tüm hostlara paket iletileceği zaman başvurulan adresleme yöntemidir. Yani ağdaki her hostun alacağı bir paket gönderme olayına yayın (broadcast), bu paketi oluştururken kullanılan adrese yayın adresi denir.

Çoklu-yayın (Multicast) adresleme:

Bir çoklu-yayın adresi ağ üzerinde belirli özelliklere sahip host grubunu adresler. Bu tür mesajların gönderilmesinde D sınıfı IP adresi kullanılır. Bazı çoklu-yayın (Multicast) adresleri:

İnternet Kontrol Mesaj Protokolü [Internet Control Message Protocol (ICMP)]

ICMP, TCP / IP protokollerinin işlemesine yardımcı olan bir bilgilendirme protokolüdür. TCP / IP ile çalışan her hostta mutlaka ICMP protokolü çalışır.

ICMP’nin temel fonksiyonu paket gönderen kaynağa, datagram paketinin seyahati sırasında paket üzerinde bir hata meydana gelmesi durumunda, yol üzerindeki bir yönlendirici veya host tarafından paketin sahibinin geri bildirimle bilgilenmesini sağlar.

ICMP mesajları şu amaçlarla kullanılır:

• Bir yönlendirici datagram paketini TTL süresi dolduğu zaman (TTL = 0 olduğunda) yok eder. Paketin yok edildiğini bir ICMP paketiyle paketin sahibine (yani gönderene) bildirmek amacıyla kullanılır.
• Yönlendirici kendisine gönderilen datagram paketi için yeterli tampon alana sahip değilse bu paket yönlendirici tarafından yok edilir. ICMP paketi gönderen hostu bu durumdan haberdar eder.
• Yönlendirici DF bayrak biti “1” olan bir paketi parçaladığında ICMP paketi gönderen hostu bilgilendirir.
• Yönlendirici veya host paketin IP başlığında bir dizilim hatası bulduğunda, hatayı bulan birim tarafından paketi gönderen host ICMP sayesinde bilgilendirilir. (Paket yok edilir)
• Yönlendirici üzerinde geçerli varsayılan yönlendirici tanımı yoksa ve yönlendirici kendisine gelen paketi göndereceği ağın yol bilgisini tablosunda bulamıyorsa, bu yönlendirici tarafından ICMP paketleri aracılığıyla paketi gönderen host bilgilendirilir.
• Yönlendirici kaynak hosta daha kısa yol olan başka bir yönlendiricinin kullanılmasını önereceğinde bunu ICMP paketleri aracılığıyla yapar.

IP güvenilir bir veri dağıtım protokolü olarak tasarlanmamıştır.

Güvenilirlik fonksiyonunu sağlamak daha üst katmandaki protokollere bırakılmıştır.

ICMP paketleri ortamda bir geri besleme (feedback) sağlarlar. Bu yolla ciddi problemleri, haberleşen birimlere bildirerek bir hata bildirim mekanizması oluştururlar. Ancak buradan ICMP’nin IP’yi güvenilir bir protokol haline dönüştürme amacıyla geliştirildiği yargısı çıkarılmamalıdır.

ICMP mesajı, IP paketlerinin veri bölümünde taşınır. Bu yüzden ICMP paketlerinin dağıtım güvenilirliği, IP paketlerinin dağıtım güvenliliği ile sınırlı kalmaktadır. Buradan ICMP paketlerinin güvenilir iletilemeyeceği ve hedefe varmasının garanti edilemeyeceği sonucu çıkarılabilir.

ICMP Mesaj Tipleri:

Echo:

Echo mesajları, bir yönlendirici veya host tarafından diğer bir yönlendirici veya hosta gönderilen mesajlardır.

Echo mesajı kaynaktan hedefe yönelen bir mesaj olup, tepki mesaj olarak hedeften kaynağa Echo Reply (Echo Cevabı) mesajı döner.

Echo mesajı ile hedef hostun çalışıp çalışmadığı ve iletişim kurmak için gerekli yolun sağlanıp sağlanamayacağının testi yapılır. TCP / IP protokol grubu yüklü olan hostlar üzerinde çalıştırılan PING komutu bu işlevi yerine getirir.

Destination Unreachable (Hedefe Erişilemiyor):

Bu mesaj şu durumlarda oluşur:

• Bir yönlendirici hedef hosta nasıl erişeceğini bilmiyorsa IP paketini gönderen hosta bu mesaj iletilir.
• Datagram paketinde hedef yol belirlenmişse ve bu yol tanımı ile ağın mevcut durumu uyuşmuyorsa (değişiklik olmuş ise) bu mesaj kaynak hosta gönderilir.
• Bir yönlendirici parçalama(Don’t Fragment) bayrağı kurulmuş olan bir datagramı parçalarsa bu mesaj kaynak hosta gönderilir ve parçalanan datagram atılır.
• Hedef hostta gerekli protokol modülü yüklü değilse veya işlem portu aktif değilse, hedef host datagram paketi üzerinde işlem yapamaz ve bu mesajla kaynak hosta bilgi verilir.

Source Quench:

Bu mesaj tipi temel akış (flow) kontrol işlevini yerine getirir. Eğer bir yönlendirici veya hosta işleyebileceğinden daha fazla paket gönderilirse host veya yönlendirici işleyemedikleri paketleri atarlar, daha sonra bu durumu “Source Quench(SQ)” paketiyle kaynak hosta bildirirler. Bu uyarı paketini alan kaynak host paket gönderme hızını azaltır.

Kaynak host veya yönlendirici zamanla paket gönderme hızını yavaş yavaş arttırır. Bu durum yeni bir SQ paketi alınıncaya kadar devam eder.

Tekrar Yöneltme (Redirect):

Yönlendirici tarafından, aynı ağ üzerinde bağlı, diğer hostlara gönderilen bir masaj türüdür. Bu mesaj sayesinde ağ üzerinde hosta seçilebilecek en iyi yol hakkında bilgi verilir.

Ayrıca yönlendirici paketin yanlış yönlendirildiğini fark ettiğinde bu mesajı yollar ve olası bir problemi kaynak hosta bildirir.

Yaşam Süresi Aşımı (Time Exceed):

Her IP paketinin internet üzerinde belirli bir yaşam süresi (TTL) vardır. Bu süre içinde hedefe ulaşamamış paketler Time To Live (TTL) süresinin sıfıra ulaştığı yönlendirici üzerinde yok edilir. Paketi yok eden yönlendirici “Time exceed” paketi göndererek paket sahibini bilgilendirir.

Parametre sorunu (Parameter Problem):

Eğer bir yönlendirici veya host datagram paketi üzerinde işlem yapacağı zaman paketin başlık parametrelerinde bir hata bulurlarsa bu datagram paketi atılır ve kaynak hosta “Parameter Problem” mesajı gönderilir.

Zaman damgası (Time Stamp):

Bu ICMP paketi ağın geçilebilirlik karakteristiğini belirlemede kullanılan mekanizmanın bir parçasıdır. Time Stamp göndericisi zaman bilgisini Bilgi (Information) kısmına yerleştirdiği bir ICMP paketini hedef gönderir. Alıcı bu zaman bilgisini alır ve alım için geçen bu süreyi hesaplar, daha sonra Zaman Damgası Cevabı(Time Stamp Reply) paketiyle bu süreyi kaynak hosta bildirir.

Echo cevabına benzerdir fakat tek fark zaman damgasıyla birlikte olmasıdır.

Bilgi İsteği (Information Request):

Bir hostun bağlı olduğu ağın adresini öğrenebilmek için ağa gönderdiği bir keşif paketidir. İstekte bulunan host, IP paketinin hedef ve kaynak IP adres kısımlarını “0” ile doldurarak ağa bu paketi gönderir. Daha sonra hostun bağlı olduğu ağın adresi hosta geri döner.

Adres Maskeleme İsteği (Adress Mask Request):

Bir host bağlı olduğu ağın maskesini öğrenmek istediğinde bu mesajı gönderir. Ağdaki bir yönlendirici tarafından hostun yayınladığı bu mesaj alınır ve gerekli maske bilgileri işlenerek istemci hosta Adres Maske Cevabı (Adress Mask Reply) paketiyle geri gönderilir.

ICMP Paketinin yeri:

Her ICMP paketi bir IP paketi içine gömülerek taşınır.

ICMP Başlık Formatı

Her bir ICMP paketi kendine has bir formata sahiptir. Genel bir ICMP paketi aşağıdaki gibidir:

Tip (Type) 8 bit:

Mesaj tipini belirler. Mesaj tipleri aşağıdaki gibidir:

Kod (Code):

Mesaj tipinin alt gruplarını tanımlamak suretiyle daha detaylı tanımlama sağlar. Kod tipleri aşağıdaki gibidir:

Hata Denetimi (Checksum):

ICMP mesajının hata denetiminin yapılabilmesi amacıyla kullanılır.

Mesaja Bağlı (Message Dependent):

Bir çok ICMP mesaj türünde bu alan kullanılmaz. Gelecekte kullanılmak üzere saklanmıştır (reserved).

Bilgi (Information):

Bu alan değişken boydadır. Pek çok ICMP mesaj tipinde vardır. Bu alanda IP başlığı, kaynak ve hedef adresleri gibi bilgiler vardır.

Bu alanın sonunda 64 bitlik orijinal veri paketi yer alır. Bu 64 bitlik alan Aktarım Katmanı protokollerine (TCP, UDP) ait bilgiler içerir.