Ağ Kartı (NIC) Nedir? Görevleri ve Çalışma Prensibi

Ağ Kartı (NIC) Nedir?

Ağ kartı, bilgisayarların bir ağa bağlanmasını ve veri alışverişinde bulunmasını sağlayan elektronik bir donanım bileşenidir. Bu bileşen farklı isimlerle anılabilir: Ethernet kartı, network kartı, ağ kartı veya NIC (Network Interface Card). Ağ kartları, bilgisayara doğrudan takılarak çalışır ve veri paketlerini göndermek veya almak için kullanılır.

Ağ Kartlarının Türleri

Bir ağ kartı, farklı bağlantı yuvalarına takılabilir:

• PCI veya PCIe yuvası (Masaüstü bilgisayarlarda)
• PCMCIA yuvası (Dizüstü bilgisayarlarda eski bir standart)
• USB veya Thunderbolt gibi harici bağlantılar aracılığıyla çalışan adaptörler

Ağ Kartının Çalışma Prensibi

Bilgisayarınızın işletim sistemi, gönderilmesi gereken veriyi ağ kartına yönlendirir. Ağ kartı, bu verileri küçük veri paketlerine böler ve her pakete, ağ üzerinden ulaşması gereken noktayı belirten bilgiler ekler.

Her veri paketi sadece 1’ler ve 0’lardan oluşur ve paketlerin başına “bu paketin başlangıcıdır” ve “bu veri paketinin sonudur” gibi etiketler eklenir.

Bir ağ kartı, header (başlık) adını taşıyan bölümü inceleyerek paketlerin kendisine ait olup olmadığını anlar. Eğer paketin başında yer alan adreste kendi fiziksel adresi (MAC adresi) varsa, ağ kartı paketi işler ve bilgisayara iletir.

MAC Adresi ve Önemi

Her Ethernet kartının üretimden itibaren kendine özgü bir tanımlama numarası vardır. Bu tanımlama numarasına MAC adresi (Media Access Control) veya Fiziksel Adres denir.

MAC adresi 48 bit (6 oktet) uzunluğundadır. Bu adresin ilk 3 okteti IANA (Internet Assigned Numbers Authority) tarafından belirlenir ve üreticiye atanır. Kalan 3 oktet ise üretici tarafından belirlenir.

Bir sistem yöneticisi, kendi bilgisayarında MAC adresini görmek için aşağıdaki komutları kullanabilir:

ipconfig /all  # Windows işletim sisteminde

Bir bilgisayara daha önce erişilmişse, sistem yöneticileri ARP (Address Resolution Protocol) komutu ile MAC adreslerini öğrenebilir:

arp -a

Ağ Kartının Görevleri

Bir ağ kartı aşağıdaki temel görevleri yerine getirir:

1. İşlenmiş veriyi veri paketlerine çevirir.
2. Veri paketlerine header (başlık) ekleyerek, doğru hedefe yönlendirilmesini sağlar.
3. Veri paketlerini gönderir ve alır, aynı zamanda veri doğruluğunu kontrol eder.
4. Eğer bir veri paketi bozuksa, karşı bilgisayardan paketin yeniden gönderilmesini talep eder.
5. Tüm bu işlemler belirli ağ protokolleri ile düzenlenmiştir ve işletim sisteminin müdahale etmesine gerek kalmaz.

Ethernet Teknolojisi ve OSI Katmanları

Ethernet teknolojisi IEEE 802.3 standardı ile tanımlanmıştır ve verileri frame’ler (çerçeveler) halinde taşır.

Bir Ethernet çerçevesi aşağıdaki temel bileşenlerden oluşur:

• Destination Address (Hedef Adres)
• Source Address (Kaynak Adres)
• FCS (Frame Check Sequence): Verinin sağlam olup olmadığını kontrol eder.

OSI Referans Modeli’ne göre veri aktarımı sırasında farklı katmanlar devreye girer. Verilere önce TCP Header, sonra IP Header eklenir ve en sonunda fiziksel adresler yardımıyla LAN içindeki iletişim sağlanır.

CSMA/CD: Ağlarda Çarpışma Tespiti

Ethernet ağları, CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) adı verilen bir yöntemle çalışır. Bu sistem sayesinde aynı anda birden fazla cihazın veri göndermesi engellenir.

CSMA/CD Nasıl Çalışır?

1. Carrier Sense (Taşıyıcı Algılama): Ağ kartı, veri göndermeden önce ağ kablosunu dinler.
2. Multiple Access (Çoklu Erişim): Ağ kartı aynı anda birden fazla veri paketi göndermeye çalışırsa, çarpışma yaşanır.
3. Collision Detection (Çarpışma Algılama): İki cihaz aynı anda veri gönderirse, ağ kartları çarpışmayı tespit eder ve rastgele bir süre bekleyerek paketi tekrar yollar.

Bu yöntem özellikle eski tip bus-topolojili ağlarda kullanılır. Modern ağlarda ise switchler sayesinde çarpışmalar büyük ölçüde önlenmiştir.

Full Duplex vs. Half Duplex

Full Duplex ve Half Duplex çalışma modları, ağ cihazlarının nasıl veri alışverişi yaptığını belirler.

Full Duplex (Çift Yönlü İletişim)

• Veri aynı anda hem gönderilir hem de alınır.
• Çarpışma olmadığı için CSMA/CD protokolüne ihtiyaç duyulmaz.
• Bant genişliği %100 verimli kullanılır. Örneğin, 10 Mbps bağlantı Full Duplex modda 20 Mbps kapasiteye çıkabilir.
• Kullanım alanları: Switch to switch, switch to router, host to switch bağlantıları.

Half Duplex (Tek Yönlü İletişim)

• Veri aynı anda ya gönderilir ya da alınır.
• Çarpışma ihtimali olduğundan CSMA/CD protokolü kullanılır.
• Bant genişliği %50-60 oranında verimli çalışır.

Sonuç

Ağ kartları (NIC), bilgisayarların ağa bağlanmasını ve veri alışverişinde bulunmasını sağlayan kritik donanımlardır. MAC adresleri, ağ güvenliği ve yönetimi açısından büyük önem taşırken, CSMA/CD ve Full Duplex/Half Duplex gibi teknolojiler, ağların nasıl çalıştığını belirler. Günümüzde gelişmiş ağ cihazları sayesinde, veri çarpışmaları minimize edilerek ağ performansı maksimuma çıkarılmıştır.

sosyalnabiz.com