IPv4 Adresleri ve Subnetting (Alt Ağlara Bölme)

IP adresleri ve Subnetting kavramları, bir Network'ün doğru yapılandırılmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir. Özellikle büyük ölçekli Network'lerde, veri trafiğini yönetmek ve adresleme sistemini optimize etmek için bu iki kavramın derinlemesine anlaşılması gerekir. Bu makalede, IP adreslerinin yapı taşları, Subnetting’in nasıl uygulandığı ve özellikle Network üzerindeki Broadcast trafiğinin nasıl azaltıldığı gibi teknik detaylar üzerinde duracağız.

IP Adreslerinin Temelleri

Bir IP adresi, bir cihazın Network üzerindeki kimliğini belirleyen sayısal bir adrestir. Bu adres, cihazların birbirleriyle iletişim kurmasını sağlar ve verilerin doğru kaynaktan doğru hedefe ulaşmasını güvence altına alır. IPv4 adresleri 32-bit’lik bir alan kullanırken, daha geniş adresleme kapasitesi sunan IPv6 adresleri 128-bit’lik bir alan kullanır. IPv4 adresleri, 4 (Octet) biçiminde yazılır; her bir Octet sekizlik nokta ile ayrılır ve her sekizlik, 0 ile 255 arasında bir değere sahiptir. Örneğin, 192.168.1.1 şeklinde bir IPv4 adresi, cihazın Network üzerindeki benzersiz adresidir. Network ID, adresin hangi Network'e ait olduğunu tanımlarken, Host ID, Network içindeki belirli bir cihazı temsil eder. Bu ayrımı yapmak için Subnet Mask kullanılır. Subnet Mask, IP adresinin hangi bitlerinin Network ID, hangilerinin Host ID olduğunu belirler. Örneğin, 255.255.255.0 Subnet Mask’ı, IP adresinin ilk 24 bitini (üç Octet) Network ID olarak tanımlar ve geri kalan 8 bit Host ID olarak kalır.

Subnetting ve Network Optimizasyonu

Subnetting, bir IP adres aralığını daha küçük alt ağlara (subnet) bölme işlemidir. Bu işlem, büyük bir Network'ü mantıksal olarak daha küçük alt ağlara ayırarak, hem adresleme açısından verimlilik sağlar hem de Network performansını artırır. Her alt ağ, belirli sayıda cihazı barındırabilir ve bu cihazların hepsi aynı Network'e aitmiş gibi görünse de aslında farklı alt ağlarda bulunurlar.

Subnetting’in en büyük avantajlarından biri, IP adreslerinin verimli kullanımıdır. Örneğin, büyük bir organizasyon, tek bir Network ID ile tüm cihazlarını yönetmek yerine, Subnetting kullanarak her bir departman veya lokasyon için ayrı alt ağlar oluşturabilir. Böylece, her bir alt ağın kendi Broadcast alanı olur ve bu da Broadcast trafiğini izole eder.

Broadcast Trafiği ve Azaltılması

Broadcast trafiği, bir cihazın Network üzerindeki tüm cihazlara aynı anda veri göndermesi anlamına gelir. Bu tip trafik, küçük Network'lerde sorun yaratmasa da, büyük Network'lerde ciddi performans düşüşlerine neden olabilir. Bunun nedeni, her cihazın Broadcast mesajlarını işlemek zorunda kalmasıdır. Broadcast trafiği arttıkça, Network üzerindeki cihazlar daha fazla yük altında kalır ve bu durum genel Network performansını olumsuz etkiler.

Subnetting, bu problemi çözmenin etkili bir yoludur. Subnetting ile Network küçük alt ağlara bölündüğünde, her alt ağın kendi Broadcast domain’i oluşur. Broadcast domain, Broadcast trafiğinin sınırlı olduğu alanı ifade eder. Bir cihazın yaptığı Broadcast, sadece o alt ağ içindeki cihazlara ulaşır, diğer alt ağlara yayılmaz. Böylece, büyük Network'lerde gereksiz Broadcast trafiği engellenmiş olur. Bu da Network performansını artırır ve cihazlar arasındaki veri trafiğinin daha verimli yönetilmesini sağlar.

Örneğin, 255.255.255.0 Subnet Mask’ine sahip bir alt ağda 254 cihaz bulunabilir. Bu alt ağın Broadcast domain’i bu 254 cihazla sınırlıdır. Ancak, Network daha küçük alt ağlara bölündüğünde, her alt ağda daha az cihaz bulunur ve Broadcast trafiği bu cihazlar arasında sınırlanır. Böylece, cihazlar gereksiz Broadcast trafiğine maruz kalmaz ve Network üzerindeki veri akışı daha düzenli olur.

Subnet Mask ve CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

Subnetting işleminde kullanılan Subnet Mask, IP adresinin hangi kısmının Network'ü, hangi kısmının Host’u tanımladığını belirler. Geleneksel Subnet Mask'lar, genellikle 255 ile başlayan 255.255.255.0 gibi sabit uzunluktaki maskelerdir. Ancak, modern Network'lerde daha esnek bir yapı sunan CIDR (Classless Inter-Domain Routing) kullanılır. CIDR, Subnet Mask’i bir adresin hemen yanına "/" işaretiyle ekleyerek gösterir. Örneğin, 192.168.1.0/24, bu Network'ün 24 bitlik bir Network ID’ye ve 8 bitlik bir Host ID’ye sahip olduğunu gösterir. CIDR, Subnetting’in daha esnek ve ölçeklenebilir olmasını sağlar. IP adreslerinin daha verimli bir şekilde kullanılmasına olanak tanır ve büyük adres bloklarının daha küçük alt ağlara bölünmesi sırasında tam kontrol sağlar.

Subnetting ve Güvenlik

Subnetting sadece adresleme ve trafik optimizasyonu için değil, aynı zamanda güvenlik açısından da önemli bir rol oynar. Bir Network’ü farklı alt ağlara bölmek, güvenlik politikalarını daha kolay uygulanabilir hale getirir. Örneğin, kritik sistemlerin bulunduğu bir alt ağı, diğer alt ağlardan izole ederek, güvenlik risklerini azaltabilirsiniz. Aynı şekilde, her bir alt ağ için farklı güvenlik duvarı kuralları uygulanarak, yetkisiz erişimlerin önüne geçilebilir.

IP adresleme

IP adresleme, TCP/IP protokol kümesinin yönlendirme katmanı (3.katman) uyarınca kullanılır. IPv4'teki IP adresleri 32 Bit uzunluğundadır. Bu sayılar, yazımı ve gösterimi kolay olması açısıdan 8 Bit'lik 4 ayrı parçaya bölünmüştür. Bu parçaların her birine Octet denmektedir. Biz, yazım ve okuşunun kolay olması için IP adreslerini Decimal (onlu sayı sistemi) düzeninde yazıyor ve okuyoruz ancak bilgisayarlar bunları yorumlarken, Binary (ikili sayı sistemi) düzenini kullanırlar.

Decimal (onlu sayı sistemi) düzeninde yazılan sayılar, Bit'leri oluşturmtakdır. Her bir Octet'te en fazla 8 Bit, yani 8 tane 1 değeri olabilir. Bu 1'lerin toplam değeri de en fazla 255 olabilir. 1 değerlerinin de matematiksel açıdan karşılıkları ve bu karşılıklara denk gelen toplamları bulunmaktadır. Bu toplamlar bize IP adresleri ve Subnet Mask'ları (alt ağ maskesi) vermektedir. Bu mantığı biraz daha açmak gerekirse; elimizde, Decimal (ondalık) sayı sisteminde, her birisi 4 ayrı Octet'e ayrılmış ve henüz değer ataması yapılmamış bir IP adresi bulunmaktadır. Bu Decimal IP adresinin Binary (İkilik) sayı sistemindeki karşılıklarını görelim.
 

Bunun Binary karşılığındaki ilk Octet'ini alarak 00000000. kısımı üzerinden 0 değerlerine 1 değerlerini atayarak 255 üst sınıra kadar çıkacağım. Bunu yaparken, 2ⁿ formülünü kullanacağım.
2ⁿ formülü üzerinden 2⁰'dan başlayarak, 2⁷'ye kadar ilerlediğimde 1'den, 128 üst değerine kadar çıkmış olacağım. 1-128 aralığındaki her Decimal değerin karşılığı da 1 Binary değeri olacaktır (ya da tam tersi olarak her 1 Binary değerinin karşılığı, 1-128 arası Decimal değerinin karşılığı olacaktır da diyebiliriz) ve bir Octet içindeki tüm 1 Binary değerlerinin Decimal karşılıklarının toplamı, o Octet'teki IP adres numarasını verecektir. 2'nin her üs kuvveti karşlığı bize 1 Binary değerini verecektir. Her 1 Binary değeri değerinin karşılı ise 1 Bit olacaktır.
 

Bu sayıların birbirleri ile toplamları sırasıyla aşağıdaki sonucu verecektir.
 

Bilgi!: 1 değeri alanlarını toplayarak istediğim değeri elde etmiş oldum. Tüm 0 değerlerine 1 değerini verdiğim takdirde, 255 sonucuna ulaşmış olacağım.
Bu mantığı anlatmamdaki sebep, IP adreslerinin hangi mantıkla bu sayı değerlerini aldığını anlatabilmekti. Bu mantığı, Subnetting kısmına geçtiğimizde de kullanıyor olacağım. Şimdi, IP aralıkları konusunu ele alalım.

Public IP Adresleri & Private IP Adresleri

1- Public IP Adresleri

Public IP adresleri, WAN (Wide Area Network) ortamında yani Internet ortamında kullanılan IP adresleridir. Tanımlı havuz içinde yaklaşık olarak 4.294.967.296 adet IPv4 adresi vardır ve bu tanımlı havuz, sınıflara ayrılmıştır. Bu IP adresleri, Public (WAN) ve Private (LAN) IP adresleri olarak ikiye ayrılmaktadır. İki ayrılmasının sebebi, IP adreslerinin birbirleri ile çakışmamalarıdır. 

A Sınıfı IP Aralığı:
1.0.0.0 - 126.255.255.255

127'li IP Aralığı:
127.0.0.0 -127.255.255.255

127'li blok, test amaçlı kullanılır. Buna Loopback IP adresleri denir ve Private IP Adresleridir.
Örneğin, aynı sistem üzerinde hem Server hem de Client olarak Visual Studio üzerinde bir Web projesini test etmek amacıyla adres satırına http://127.0.0.1/ veya http://localhost/ biçiminde URL yazılır. Localhost, arka planda 127.0.0.1 IP adresidir. Bu Web projesi çalıştırdığınızda URL kısmında ilk olarak http://localhost/ yazmaktadır. Localhost yerine 127.0.0.1 yazılırsa da aynı proje açılacaktır.

B Sınıfı IP Aralığı
128.0.0.0 -191.255.255.255

C Sınıfı IP Aralığı
192.0.0.0 - 223.255.255.255

D Sınıfı IP Aralığı
224.0.0.0 -239.255.255.255
Multicast olarak çalışan Host'lar için kullanılabilir.

E Sınıfı IP Aralığı
240.0.0.0 -255.255.255.255
Ayrılmış IP aralığı.

2- Private IP Adresleri

Private IP adresleri, LAN (Local Area Network) ortamında, yani iç Network ortamında kullan ve belirli sabit bir aralığa sahip olan IPv4 adresleridir. 

A Sınıfı IP Aralığı
10.0.0.0 - 10.255.255.255

B Sınıfı IP Aralığı
172.16.0.0 -172.31.255.255

C Sınıfı IP Aralığı
192.168.0.0 - 192.168.255.255

NOT: Yukarıda belirttiğim Private IP sınıf ve aralıkları dışında kalan IP sınır ve aralıkları (127'li blok hariç), Public IP aralıkları olup, WAN (Wide Area Network) ortamında, yani Internet ortamında kullanılan IP aralıklarıdır.

Subnet Mask (Alt Ağ Maskesi) & Subnetting (Alt Ağlara Bölme)

1- Subnet Mask (Alt Ağ Maskesi)

Subnet Mask, IP Adreslerinin hangi Network'te bulunduklarını; bu IP adreslerinin bulundukları Network içinde kaç cihaza atanabileceğini, yani başka bir ifade ile, aynı Network içinde bulunan kaç tane cihazın haberleşme içinde olacağını belirleyen unsurdur. Örneğin Subnet Mask'ı, bir okuldaki sınıflara benzetebiliriz. Bir öğretmen, okuldaki tüm öğrencileri, tek bir sınıfa toplayıp ders verebilir mi? Herkes konuşacak ama çok fazla gürültü de olmayacak...! Bu, oldukça zordur. Bu nedenle de böyle bir karmaşanın önüne geçmenin tek yolu, okulda ayrı ayrı sınıflar oluşturmak ve öğrencileri de bu sınıflara yerleştirerek, her sınıfa bir öğretmen atamak olacaktır. Özetle Subnet Mask'lar; okulun sınıflarını belirlerken, yani Network'leri oluştururken, aynı zamanda bize bir sınıfta bulunabilecek öğrenci sayısını, yani bir Network'teki Host (IP adresi alabilecek cihaz) sayısı bilgisini verirler.

1.1- IP Adresleri Varsayılan Subnet Mask Karşılıkları
LAN ortamında, yani iç Network'te dağıtılabilecek IP adres aralıkları bilgisini verdim. Şimdi de, bu IP adreslerinin sınıflarına göre varsayılan Subnet Mask değerlerine göz atalım.

Bunlar, kendi sınıflarının varsayılan Subnet Mask'ları olup, bulundukları sınıflar içinde en düşük sayıdaki Host sayılarına sahiptirler.

1.2- Subnet Mask Bilgisine Göre Host Hesaplama Mantığı
Adım adım ilerlerken, sınıflarımızı oluşturmadan önce, sınıflarımızda kaç tane öğrencinin bulunacağını, yani bir Network'te barınabilecek Host (IP adresi alabilen cihaz) sayılarına bir göz atalım ancak detaya girmeden önce şunu belirtmekte fayda var; Subnet Mask değeri düştükçe, kullanılacak Host sayısı artmaktadır. Tam tersi olarak da, Subnet Mask değeri arttıkça, kullanılacak Host sayısı azalmaktadır.

Bunu, yukarıda hazırladığım Subnet Mask'ların Host sayıları detayının özeti olan aşağıdaki tabloda daha net görebilirsiniz.

CIDR Notation Nedir?

Subnet Mask'larda bir de /8 /16 ve /24 dikkatinizi çekmiş olmalı. Bu gösterim biçimlerine CIDR (Classless Inter-Domain Routing) Notation denmektedir.
"/" slash'tan sonra gelen Decimal değer, Subnet Mask'taki 1 değerlerini temsil etmektedir. Bunu biraz yukarıda bahsettiğim 0 değerleri ile karıştırmayın.

0 değeri, o Subnet Mask'taki toplam Host sayısını verir.
1 değerleri ise, Network adreslerini belirlemektedir.

Ör-1
10.10.5.100 /8
Gösteriminde /8 Subnet Mask'taki 8 adet 1 değerini belirtmektedir. Bu da bize 32 bit değerindeki 4 Octet'li bir yapıda 1. Octet'inde sadece 8 bit'in kullanıldığını belirtmektedir.
Bunun A sınıfının varsayılan Subnet Mask'ı olduğunu yukarıda belirtmiştim.
255.0.0.0
İşte burada ilk Octet'teki 255 değeri, 8 Bit'in toplamından gelmektedir ki makalemin başında bunların matematiksel hesaplanmasını göstermiştim ama hatırlamak açısından tekrar açarak yazıyorum.

255.0.0.0
11111111.00000000.00000000.00000000 /8

Elde kalan 0 değerleri de, yukarıda bahsettiğim gibi, toplam Host sayısını bize vermektedir.
Yani özetle önce sınıf oluşturuldu. Sonra o sınıftaki öğrencilerin sayısı ortaya çıkmış oldu.
Eldeki 0 değerlerinin toplamı 24 bit.
2²⁴ -2 = 16,777,214 Host

Network: 255.0.0.0
Barındırılacak Host Sayısı: 16,777,214

2- Subnetting (Alt Ağlara Bölme)

Yukarıdaki tüm bilgiler ışığında artık sıra, Subnetting (alt ağlara bölme) pratiği kazanmaya geldi. Öncelikle bilinmesi gereken şudur;
Toplam Network sayısı, Subnet Mask'taki ilgili Octet üzerindeki 0 değerlerinden soldan sağa doğru 2'nin kuvvetlerini almak suretiyle 0'ları 1'e dönüştürerek [2ⁿ] formülü ile hesaplanır. Buna paralel olarak; bir Network'teki toplam Host sayısı, Subnet Mask'taki 1'lerden geriye kalan toplam 0 değerleri üzerinden [2ⁿ-2] formülü ile hesaplanır.

Örnek Uygulama-1
Elimizde 192.168.10.0 /24 IP'si var. Bu IP'ye ait Subnet Mask ise 255.255.255.0 olacaktır. Sub Network'lere (alt ağ) bölümleme yaparken ör. elimdeki IP adresini 15 ayrı Network'e bölmek istiyorum. Bu durumda buna göre elimdeki mevcut IP adresinin Subnet Mask değeri ve Host sayısı bilgisi aşağıdaki gibidir.

192.168.10.0 /24
255.255.255.0 
24 = 11111111.11111111.11111111.00000000
2⁸ -2 = 254 (host)

Mevcut Subnet Mask üzerinde 15 Network'e bölümleme yapmak istediğim için, elimdeki mevcut Subnet Mask (alt ağ) üzerinde sadece 4. Octet'teki 0'lık alan üzerinde oynama yapabilirim. Bu durumda, soldan sağa doğru 2'nin kuvvetlerini almak suretiyle 0'ları 1'e dönüştürerek, 15 Network'e ulaşana kadar ilerleyeceğim.

.00000000 (4. Octet)
2^{1 =} 2 Network.
.10000000
2^{2 =} 4 Network.
.11000000
2^{3 =} 8 Network.
.11100000
2^{4 =} 16 Network. (15 Network istediğim için, 4 adet bit değeri kestim. 1 Network boşta kalacak ancak o da kullanılabilir.)
.11110000

Kesilen Bit'lerden elde kalan 4 tane 0 değerleri ise bize, 2⁴ -2 formülü ile 14 Host bilgisini verdi. Bu, her bir Network'e düşen toplam Host değeridir.

.1 1 1 1 0 0 0 0 (240)
→ 2ⁿ
2¹ 2² 2³ 2⁴

Bu duruma göre yeni Subnet Mask değerimiz, 255.255.255.240 (/8) olacktır.

Bilgi!: Network'ler, Subnetting (alt ağ bölme) işlemi uyguladığımız ilgili Octet üzerindeki son 1'in aralığına bakılarak büyür. Bu uygulamamızdaki 4. Octet'teki Subnetting işlemimizde son 1'in aralığı 2⁴=16 olduğu için, Network'ümüz 16'şar büyüyecektir.

Network'ler:
1.Network:
192.168.10.0 /28
2.Network:
192.168.10.16 /28
3.Network:
192.168.10.32 /28
4.Network:
192.168.10.48 /28
5.Network:
192.168.10.64 /28
6.Network:
192.168.10.80 /28
7.Network:
192.168.10.96 /28
8.Network:
192.168.10.112 /28
9.Network:
192.168.10.128 /28
10.Network:
192.168.10.144 /28
11.Network:
192.168.10.160 /28
12.Network:
192.168.10.176 /28
13.Network:
192.168.10.192 /28
14.Network:
192.168.10.208 /28
15.Network:
192.168.10.224 /28

NOT: Eski Subnet Mask'tan 4 Bit kestiğimiz için, 2⁴=16 ile istediğimiz 15 Network'ü elde etmiş olduk ancak istersek, /28 CIDR içinde 16. Network'ü de kullanabiliriz.

16.Network:
192.168.10.240 /28

1. Network:
192.168.10.0 /28 
NET ID: 192.168.10.0
IP ARALIĞI: 192.168.10.1 - 192.168.10.14
BROADCAST IP: 192.168.10.15

Bilgi!: Bir Network'ün Broadcast IP adresi ve Network ID'si olan IP adresi asla dağıtılacak olan IP aralığına eklenemez ve hiçbir Host'a IP adresi olarak atanamazlar!

192.168.10.1
192.168.10.2
192.168.10.3
192.168.10.4
192.168.10.5
192.168.10.6
192.168.10.7
192.168.10.8
192.168.10.9
192.168.10.10
192.168.10.11
192.168.10.12
192.168.10.13
192.168.10.14
BROADCAST IP: 192.168.10.15

Boradcast (Genel Yayın) IP Adresi
Boradcast (genel yayın) IP adresi, bir Network içinde kendisiyle aynı blok içinde bulunan tüm IP adreslerine ulaşmak için kullanılan ve tıpkı bir sözcü gibi iş gören, bulunduğu Network'teki son IP adresidir.

AND'leme işlemi

AND'leme, bilgisayar ağları ve diğer dijital sistemlerde kullanılan temel bir mantıksal işlemdir. Bu işlem, iki Bit'lik sayının her bir konumundaki Bit'leri karşılaştırarak gerçekleştirilir. Eğer her iki bit de 1 ise sonuç 1, aksi halde sonuç 0 olur. Bu işlemin temel amacı, iki sayı arasındaki ortak Bit'leri bulmaktır.

AND'leme işlemi, IP adreslerinin ve Subnet Mask'lerinin karşılaştırılmasında sıkça kullanılır. Örneğin, bir bilgisayar, IP adresinin belirli bir Subnet'te olup olmadığını anlamak için IP adresini ve Subnet Mask'ı AND'ler. Bu işlem sonucunda elde edilen değer, belirli bir Subnet'in başlangıç adresi ile karşılaştırılarak IP adresinin o Subnet'te yer alıp almadığı belirlenir. Bu işlem, şletim sisteminin Ağ Yığını (Network Stack) tarafından yazılım düzeyinde gerçekleştirilir. İşletim sistemi, IP adresi ve Subnet Mask'ı Binary formata dönüştürür ve bu formatlar bit bit AND'lenir. AND'leme sonucu elde edilen değer, decimal formata dönüştürülerek karşılaştırma yapılır. Bu süreç, bilgisayar ağlarında veri iletimi ve yönlendirme işlemlerinin temel bir parçasıdır.

AND'leme İşlem Adımları

AND'leme işlemleri, Ağ Yığınının (Network Stack) bir parçası olan TCP/IP protokol yığını tarafından gerçekleştirilir. Ağ Yığını (Network Stack), bir bilgisayarın işletim sisteminde ağ bağlantılarını yönetmek için kullanılan bir yazılım bileşenidir. Veri iletiminin ve alınmasının her aşamasını düzenleyen katmanlı bir yapıdadır. Her katman, belirli bir işlevi yerine getirir ve bu katmanlar birlikte çalışarak veri paketlerinin ağ üzerinden gönderilip alınmasını sağlar ve bu işlemler, Open Systems Interconnection (OSI) modeline veya TCP/IP modeline göre organize edilir. OSI referans modeli ve TCP/IP modeli, (Ağ Yığını - Network Stack) olarak bilinen yazılım bileşeninde kodlanmıştır.

1- IP adresi ve Subnet Mask Binary formata dönüştürülür.

• Yapıldığı Yer: İşletim Sistemi (Ağ Yığını - Network Stack)
• Detaylar: IP adresi ve Subnet Mask, (Ağ Yığını - Network Stack) Stack tarafından alınır ve CPU'da çalıştırılan yazılım kodları aracılığıyla ikilik formata dönüştürülür.

2- Bu ikilik formatlar bit'ler halinde AND'lenir.

• Yapıldığı Yer: İşletim Sistemi (Ağ Yığını - Network Stack)
• Detaylar: AND'leme işlemi, işletim sisteminin Ağ Yığını - Network Stack tarafından CPU'da çalıştırılan yazılım kodları ile yapılır. Bu işlem, mantıksal AND operatörü kullanılarak bit düzeyinde gerçekleştirilir.

3- AND'leme sonucu decimal formata dönüştürülür.

• Yapıldığı Yer: İşletim Sistemi (Ağ Yığını - Network Stack)
• Detaylar: AND'leme sonucunda elde edilen ikilik değer, yine (Ağ Yığını - Network Stack) tarafından decimal formata dönüştürülür. Bu işlem de CPU tarafından yürütülen yazılım kodları ile yapılır.

4- Hedef IP adresi için aynı işlemler yapılarak, sonuçlar karşılaştırılır.

• Yapıldığı Yer: İşletim Sistemi (Ağ Yığını - Network Stack)
• Detaylar: Hedef IP adresi için de aynı ikilik dönüşüm ve AND'leme işlemleri yapılır. İşletim sisteminin (Ağ Yığını (Network Stack) bu işlemleri yürütür ve sonuçları karşılaştırır. Bu adım, CPU'da çalışan Ağ Yığını (Network Stack) yazılımı tarafından gerçekleştirilir.

5- Sonuçlar aynıysa paket yerel ağda kalır, farklıysa varsayılan ağ geçidine yönlendirilir.

• Yapıldığı Yer: İşletim Sistemi (Ağ Yığını - Network Stack)
• Detaylar: İşletim sisteminin (Ağ Yığını - Network Stack), AND'leme sonuçlarını karşılaştırarak paketlerin nereye yönlendirilmesi gerektiğine karar verir. Eğer aynı Subnet Mask'ta ise paket yerel ağda kalır; değilse paket varsayılan ağ geçidine yönlendirilir. Bu yönlendirme kararı Ağ Yığını (Network Stack) tarafından verilir ve CPU'da çalışan yazılım kodları ile uygulanır.

Özet

• İşlemci (CPU): Yazılım tarafından tanımlanan tüm mantıksal ve aritmetik işlemleri gerçekleştirir. AND'leme ve dönüşüm işlemleri CPU tarafından yürütülen yazılım kodları ile yapılır.
• İşletim Sistemi (Ağ Yığını - Network Stack): Ağ işlemlerini yöneten yazılım bileşenidir. IP adresi ve Subnet Maskni Binary formata dönüştürme, AND'leme işlemi, dönüşüm ve karşılaştırma gibi işlemleri yönetir ve uygular.

Bu nedenle, bu adımların tamamı işletim sistemi tarafından yazılım düzeyinde gerçekleştirilir ve CPU tarafından işlenir. NIC (Network Interface Card), bu işlemleri doğrudan gerçekleştirmez, ancak Ağ Yığınına (Network Stack) destek verir ve verilerin fiziksel ağ üzerinden iletilmesini sağlar.

Örnek-1:
192.168.10.1 /28 - 192.168.10.14 /28 IP aralığındaki 192.168.10.10 /28 IP adresinin 1. Network olan 192.168.10.0 /28 Network ID'sine ait olduğunu görelim. Bunu yaparken, AND'leme işlemine tabi tutacağımız IP adresi ile, Subnetting işleminden sonra elde ettiğimiz yeni Subnet Mask adresinin Binary değerlerini çıkartmamız gerekiyor.

Elde ettiğim bu Binary değerlerini alt alta koyarak sağlamasını yapıyorum. Sağlama yaparken kural, her zaman şu şekilde olacaktır;

AND'leme İşlemi

IP adresi ve Subnet Mask'ın AND'lenmesi sonucunda Binary değerlerin Decimal karşılığı bize 192.168.10.0 /28 Network ID'sini vermektedir.
Bu sağlama ile 192.168.10.10 IP'sinin 1. Network olan 192.168.10.0 /28 Network ID'sine ait olduğunun sağlamasını yaparak, kanıtlamış olduk.

2. Network:
192.168.10.16 /28 
NET ID: 192.168.10.16
DAĞITILACAK IP ARALIĞI: 192.168.10.17 - 192.168.10.30
BROADCAST IP: 192.168.10.31

192.168.10.17
192.168.10.18
192.168.10.19
192.168.10.20
192.168.10.21
192.168.10.22
192.168.10.23
192.168.10.24
192.168.10.25
192.168.10.26
192.168.10.27
192.168.10.28
192.168.10.29
192.168.10.30
BROADCAST IP: 192.168.10.31

3. Network:
192.168.10.32 /28 
NET ID: 192.168.10.32
DAĞITILACAK IP ARALIĞI: 192.168.10.33 - 192.168.10.46
BROADCAST IP: 192.168.10.47

192.168.10.33
192.168.10.34
192.168.10.35
192.168.10.36
192.168.10.37
192.168.10.38
192.168.10.39
192.168.10.40
192.168.10.41
192.168.10.42
192.168.10.43
192.168.10.44
192.168.10.45
192.168.10.46
BROADCAST IP: 192.168.10.47

4. Network:
192.168.10.48 /28 
NET ID: 192.168.10.48
DAĞITILACAK IP ARALIĞI: 192.168.10.49 - 192.168.10.62
BROADCAST IP: 192.168.10.63

192.168.10.49
192.168.10.50
192.168.10.51
192.168.10.52
192.168.10.53
192.168.10.54
192.168.10.55
192.168.10.56
192.168.10.57
192.168.10.58
192.168.10.59
192.168.10.60
192.168.10.61
192.168.10.62
BROADCAST IP: 192.168.10.63

5. Network:
192.168.10.64 /28 
NET ID: 192.168.10.64
DAĞITILACAK IP ARALIĞI: 192.168.10.65 - 192.168.10.78
BROADCAST IP: 192.168.10.79

192.168.10.65
192.168.10.66
192.168.10.67
192.168.10.68
192.168.10.69
192.168.10.70
192.168.10.71
192.168.10.72
192.168.10.72
192.168.10.74
192.168.10.75
192.168.10.76
192.168.10.77
192.168.10.78
BROADCAST IP: 192.168.10.79

15. Network:
192.168.10.224 /28 
NET ID: 192.168.10.224
DAĞITILACAK IP ARALIĞI: 192.168.10.225 - 192.168.10.238
BROADCAST IP: 192.168.10.239

192.168.10.225
192.168.10.226
192.168.10.227
192.168.10.228
192.168.10.229
192.168.10.230
192.168.10.231
192.168.10.232
192.168.10.233
192.168.10.234
192.168.10.235
192.168.10.236
192.168.10.237
192.168.10.238
BROADCAST IP: 192.168.10.239

NOT: Biz, bölümleme yaparken 16 Network üzerinden bölmüştük. Çünkü çıkan 16 sonucu, 15'i de kapsıyordu. Bu nedenle elimizde hala kullanılanilir bir 1 Network bloğu daha bulunuyor. İstenirse bu da kullanılabilir.

16. Network:
192.168.10.240 /28 
NET ID: 192.168.10.240
DAĞITILACAK IP ARALIĞI: 192.168.10.241 - 192.168.10.254
BROADCAST IP: 192.168.10.255

192.168.10.241
192.168.10.242
192.168.10.243
192.168.10.244
192.168.10.245
192.168.10.246
192.168.10.247
192.168.10.248
192.168.10.249
192.168.10.250
192.168.10.251
192.168.10.252
192.168.10.253
192.168.10.254
BROADCAST IP: 192.168.10.255

Örnek Uygulama-2
Elimizde 192.168.16.0/16 IP'si var. Bu IP'ye ait Subnet Mask ise 255.255.0.0 olacaktır. Subnet'lere (Alt Network'ler) bölümleme yaparken, bu Subnet Mask üzerindeki 3. Octet'teki 0'lık alan üzerinde oynama yapabiliriz. Buna göre ben, elimdeki IP'yi 16 ayrı Network'e bölmek istiyorum.

192.168.16.0/16
255.255.0.0
11111111.11111111.00000000.00000000 /16
2¹⁶-2 = 65,534 Host

Alt Network'lere bölerken 3. Octet'deki 0'lık alan üzerinde oynama yapacağım için, 3.Octet'deki 0'lık alanda soldan sağa doğru ayırmaya başlıyorum;
.00000000. (3. Octet)
2¹=2
.10000000.
2²=4
.11000000.
2³=8
.11100000.
2⁴=16 (Tam olarak bölmek istediğim Network sayısını elde etmiş oluyorum. Boşta kalan Network yok.)
.11110000.

Kesilen Bit'lerden elde kalan 12 tane 0 değeri ise bize, 2¹²-2 formülü ile 4094 Host bilgisini verdi. Bu, her bir Network'e düşen toplam Host değeridir.

.1 1 1 1 0 0 0 0. (240)
→ 2ⁿ
2¹ 2² 2³ 3⁴

Bu duruma göre yeni Subnet Mask değerimiz, 255.255.240.0 yani /20 olacaktır.

NOT: 3. Octet'deki 0'lık alan üzerinde oynama yaptığmız için yeni Subnet Mask'ımız, C sınıfı Subnet Mask haline geldi.
3. Octet'deki son 1'in aralığına baktığımızda, alt ağlara ayırdığımız Network'lerin 16'şar büyüyeceğini görebiliyoruz ki ilk örneğimizde de buna değindim.


Network'ler:
1.Network:
192.168.0.0 /20
2.Network:
192.168.16.0 /20
3.Network:
192.168.32.0 /20
4.Network:
192.168.48.0 /20
5.Network:
192.168.64.0 /20
6.Network:
192.168.80.0 /20 
7.Network:
192.168.96.0 /20
8.Network:
192.168.112.0 /20
9.Network:
192.168.128.0 /20
10.Network:
192.168.144.0 /20
11.Network:
192.168.160.0 /20
12.Network:
192.168.176.0 /20
13.Network:
192.168.192.0 /20
14.Network:
192.168.208.0 /20
15.Network:
192.168.224.0 /20 

NOT: Eski Subnet Mask'tan 4 Bit kestiğimiz için, 2⁴=16 ile istediğimiz 15 Network'ü elde etmiş olduk ancak istersek, /20 CIDR içinde 16. Network'ü de kullanabiliriz.

16.Network:
192.168.240.0 /20

1.Network:
192.168.0.0/20
NET ID: 192.168.0.0
IP ARALIĞI: 192.168.0.1- 192.168.15.254

192.168.0.1- 192.168.0.255
192.168.1.1- 192.168.1.255
192.168.2.1- 192.168.2.255
192.168.3.1- 192.168.3.255
192.168.4.1- 192.168.4.255
192.168.5.1- 192.168.5.255
192.168.6.1- 192.168.6.255
192.168.7.1- 192.168.7.255
192.168.8.1- 192.168.8.255
192.168.9.1- 192.168.9.255
192.168.10.1- 192.168.10.255
192.168.11.1- 192.168.11.255
192.168.12.1- 192.168.12.255
192.168.13.1- 192.168.13.255
192.168.14.1- 192.168.14.255
192.168.15.1- 192.168.15.254
BROADCAST IP: 192.168.15.255

Bu noktada birkaç önemli detaya dikkat çekmek istiyorum. Bu detayları 1.Network'e göre veriyor olacağım. Diğer kalan Network'ler için de aynı durumlar geçerli olacaktır. Bu IP aralığında 192.168.0.1- 192.168.15.254 arasındaki 0-15 aralığı dikkatinizi çekmiş, kafanızı karıştırmış olabilir ki sıklıkla kafa karışıklığı oluşturduğuna şahit oldum. Buradaki durum şöyledir;

Toplamda sahip olduğum 65,534 Host'u 16 ayrı Network'e bölerek, her Network'e 4094 Host düşecek şekilde eşit olarak böldüm. Her Network'e 4094 Host düşeceği ve bu Subnetting örneğine göre Host tarafında da bir Octet'e en fazla 255 değeri verebileceğim için, örneğin 192.168.0.0/20 Network'ünde 192.168.0.1'den başlayıp, 192.168.0.255'e kadar IP adreslerini dağıttığımda, 4094 Host'un ilk 255'lik alanını kullanmış oldum. 255 değeri, bu Subnetting örneğine göre 4094 değeri içinde bir Host için verebileceğim en son değer olduğu için, 192.168.0.255'ten sonra 192.168.1.1 IP'sinden devam ederek 192.168.1.255'e kadar 255 tane daha IP adresi ataması yapıyorum. Bu şekilde 16 adım daha uyguluyorum ve sonuçta; 192.168.15.254'e kadar devam edip, sonlandırıyorum.

Yani özetle, her Network'te 4094 Host barınabilmesi için, 16 ayrı IP kümesi oluşturmam gerekiyor. Toplamda 1.Network'teki tüm Host sayısını hesapladığımızda 255 * 16 = 4080 adet IP adresi dağıtılabilir durumda oluyor. Burada geriye kalan 16 değeri ise, tüm IP kümelerinin ortak Network ID ve Broadcast IP adreslerine işaret etmektedir. Ör. 192.168.0.0/20 Network'ündeki 192.168.0.200, 192.168.5.200, 192.168.10.200 veya 192.168.15.200 IP adresinin Net ID ve Broadcast IP adresleri ortaktır. Buna bağlı olarak, bu örnek özelinde 255 değeri, bir Network'te Broadcast IP olarak kullanılmadığı sürece herhangi bir Host'a IP adresi olarak atanabilmektedir. Bu Network'e ait Broadcast IP adresi 192.168.15.255 olduğu için, bu IP adresi hiçbir Host'a atanamaz. Tabi şunu da unutmamak gerekir ki bir Broadcast IP adresi, her zaman 255 değerine sahip olacak diye bir kural da yoktur. Broadcast IP adresi, yaptığınız Subnetting'e göre farklılık gösterebilir. 

Son olarak, bir Network'te sadece Broadcast IP adresinin değil, Network ID durumundaki IP adersinin de hiçbir Host'a IP adresi olarak atanamayacağı bilgisini vererek 2-16 arasındaki tüm Network'leri ve dağıtılacak IP aralıklarını çıkartma işlemime devam ediyorum.

2.Network:
192.168.16.0/20
NET ID: 192.168.16.0
IP ARALIĞI: 192.168.16.1- 192.168.31.254

192.168.16.1- 192.168.16.255
192.168.17.1- 192.168.17.255
192.168.18.1- 192.168.18.255
192.168.19.1- 192.168.19.255
192.168.20.1- 192.168.20.255
192.168.21.1- 192.168.21.255
192.168.22.1- 192.168.22.255
192.168.23.1- 192.168.23.255
192.168.24.1- 192.168.24.255
192.168.25.1- 192.168.25.255
192.168.26.1- 192.168.26.255
192.168.27.1- 192.168.27.255
192.168.28.1- 192.168.28.255
192.168.29.1- 192.168.29.255
192.168.30.1- 192.168.30.255
192.168.31.1- 192.168.31.254
BROADCAST IP: 192.168.31.255

3.Network:
192.168.32.0/20
NET ID: 192.168.32.0
IP ARALIĞI: 192.168.32.1- 192.168.47.254

192.168.32.1- 192.168.32.255
192.168.33.1- 192.168.33.255
192.168.34.1- 192.168.34.255
192.168.35.1- 192.168.35.255
192.168.36.1- 192.168.36.255
192.168.37.1- 192.168.37.255
192.168.38.1- 192.168.38.255
192.168.39.1- 192.168.39.255
192.168.40.1- 192.168.40.255
192.168.41.1- 192.168.41.255
192.168.42.1- 192.168.42.255
192.168.43.1- 192.168.43.255
192.168.44.1- 192.168.44.255
192.168.45.1- 192.168.45.255
192.168.46.1- 192.168.46.255
192.168.47.1- 192.168.47.254
BROADCAST IP: 192.168.47.255

4.Network:
192.168.48.0/20
NET ID: 192.168.48.0
IP ARALIĞI: 192.168.48.1- 192.168.63.254

192.168.48.1- 192.168.48.255
192.168.49.1- 192.168.49.255
192.168.50.1- 192.168.50.255
192.168.51.1- 192.168.51.255
192.168.52.1- 192.168.52.255
192.168.53.1- 192.168.53.255
192.168.54.1- 192.168.54.255
192.168.55.1- 192.168.55.255
192.168.56.1- 192.168.56.255
192.168.57.1- 192.168.57.255
192.168.58.1- 192.168.58.255
192.168.59.1- 192.168.59.255
192.168.60.1- 192.168.60.255
192.168.61.1- 192.168.61.255
192.168.62.1- 192.168.62.255
192.168.63.1- 192.168.63.254
BROADCAST IP: 192.168.63.255

5.Network:
192.168.64.0/20
NET ID: 192.168.64.0
IP ARALIĞI: 192.168.64.1- 192.168.79.254

192.168.64.1- 192.168.64.255
192.168.65.1- 192.168.65.255
192.168.66.1- 192.168.66.255
192.168.67.1- 192.168.67.255
192.168.68.1- 192.168.68.255
192.168.69.1- 192.168.69.255
192.168.70.1- 192.168.70.255
192.168.71.1- 192.168.71.255
192.168.72.1- 192.168.72.255
192.168.73.1- 192.168.73.255
192.168.74.1- 192.168.74.255
192.168.75.1- 192.168.75.255
192.168.76.1- 192.168.76.255
192.168.77.1- 192.168.77.255
192.168.78.1- 192.168.78.255
192.168.79.1- 192.168.79.254
BROADCAST IP: 192.168.79.255

6.Network:
192.168.80.0/20
NET ID: 192.168.80.0
IP ARALIĞI: 192.168.80.1- 192.168.95.254

192.168.80.1- 192.168.80.255
192.168.81.1- 192.168.81.255
192.168.82.1- 192.168.82.255
192.168.83.1- 192.168.83.255
192.168.84.1- 192.168.84.255
192.168.85.1- 192.168.85.255
192.168.86.1- 192.168.86.255
192.168.87.1- 192.168.87.255
192.168.88.1- 192.168.88.255
192.168.89.1- 192.168.89.255
192.168.90.1- 192.168.90.255
192.168.91.1- 192.168.91.255
192.168.92.1- 192.168.92.255
192.168.93.1- 192.168.93.255
192.168.94.1- 192.168.94.255
192.168.95.1- 192.168.95.254
BROADCAST IP: 192.168.95.255

7.Network:
192.168.96.0/20
NET ID: 192.168.96.0
IP ARALIĞI: 192.168.96.1- 192.168.111.254

192.168.96.1- 192.168.96.255
192.168.97.1- 192.168.97.255
192.168.98.1- 192.168.98.255
192.168.99.1- 192.168.99.255
192.168.100.1- 192.168.100.25
192.168.101.1- 192.168.101.255
192.168.102.1- 192.168.102.255
192.168.103.1- 192.168.103.255
192.168.104.1- 192.168.104.255
192.168.105.1- 192.168.105.255
192.168.106.1- 192.168.106.255
192.168.107.1- 192.168.107.255
192.168.108.1- 192.168.108.255
192.168.109.1- 192.168.109.255
192.168.110.1- 192.168.110.255
192.168.111.1- 192.168.111.254
BROADCAST IP: 192.168.111.255

8.Network:
192.168.112.0/20
NET ID: 192.168.112.0
IP ARALIĞI: 192.168.112.1- 192.168.127.254

192.168.112.1- 192.168.112.255
192.168.113.1- 192.168.113.255
192.168.114.1- 192.168.114.255
192.168.115.1- 192.168.115.255
192.168.116.1- 192.168.116.255
192.168.117.1- 192.168.117.255
192.168.118.1- 192.168.118.255
192.168.119.1- 192.168.119.255
192.168.120.1- 192.168.120.255
192.168.121.1- 192.168.121.255
192.168.122.1- 192.168.122.255
192.168.123.1- 192.168.123.255
192.168.124.1- 192.168.124.255
192.168.125.1- 192.168.125.255
192.168.126.1- 192.168.126.255
192.168.127.1- 192.168.127.254
BROADCAST IP: 192.168.127.255

9.Network:
192.168.128.0/20
NET ID: 192.168.128.0
IP ARALIĞI: 192.168.128.1- 192.168.143.254

192.168.128.1- 192.168.128.255
192.168.129.1- 192.168.129.255
192.168.130.1- 192.168.130.255
192.168.131.1- 192.168.131.255
192.168.132.1- 192.168.132.255
192.168.133.1- 192.168.133.255
192.168.134.1- 192.168.134.255
192.168.135.1- 192.168.135.255
192.168.136.1- 192.168.136.255
192.168.137.1- 192.168.137.255
192.168.138.1- 192.168.138.255
192.168.139.1- 192.168.139.255
192.168.140.1- 192.168.140.255
192.168.141.1- 192.168.141.255
192.168.142.1- 192.168.142.255
192.168.143.1- 192.168.143.254
BROADCAST IP: 192.168.143.255

10.Network:
192.168.144.0/20
NET ID: 192.168.144.0
IP ARALIĞI: 192.168.144.1- 192.168.159.254

192.168.144.1- 192.168.144.255
192.168.145.1- 192.168.145.255
192.168.146.1- 192.168.146.255
192.168.147.1- 192.168.147.255
192.168.148.1- 192.168.148.255
192.168.149.1- 192.168.149.255
192.168.150.1- 192.168.150.255
192.168.151.1- 192.168.151.255
192.168.152.1- 192.168.152.255
192.168.153.1- 192.168.153.255
192.168.154.1- 192.168.154.255
192.168.155.1- 192.168.155.255
192.168.156.1- 192.168.156.255
192.168.157.1- 192.168.157.255
192.168.158.1- 192.168.158.255
192.168.159.1- 192.168.159.254
BROADCAST IP: 192.168.159.255

11.Network:
192.168.160.0/20
NET ID: 192.168.160.0
IP ARALIĞI: 192.168.160.1- 192.168.175.254
BROADCAST IP: 192.168.175.255

12.Network:
192.168.176.0/20
NET ID: 192.168.176.0
IP ARALIĞI: 192.168.176.1- 192.168.191.254
BROADCAST IP: 192.168.191.255

13.Network:
192.168.192.0/20
NET ID: 192.168.192.0
IP ARALIĞI: 192.168.192.1- 192.168.207.254
BROADCAST IP: 192.168.207.255

14.Network:
192.168.208.0/20
NET ID: 192.168.208.0
IP ARALIĞI: 192.168.208.1- 192.168.223.254
BROADCAST IP: 192.168.223.255

15.Network:
192.168.224.0/20
NET ID: 192.168.224.0
IP ARALIĞI: 192.168.224.1- 192.168.239.254
BROADCAST IP: 192.168.239.255

16.Network:
192.168.240.0/20
NET ID: 192.168.240.0
IP ARALIĞI: 192.168.240.1- 192.168.255.254
BROADCAST IP: 192.168.255.255

Faydalı Olması dileğiyle...