Bilgisayar ağları konusunda özellikle farklı şirketler tarafından üretilen cihazlar arasında uyumluluk sağlamak için standartlar geliştirilmiştir. Çeşitli standartlar arasında en meşhurları IEEE 802 komitesi tarafından geliştirilenler, Uluslararası Standartlar Organizasyonuna bağlı (ISO) Açık Sistem Bağlantıları (Open System InterConnection-OSI) komitesi tarafından geliştirilenOSI referans modeli, IBM'in SNA standartı ve başlangıcı Amerikan Savunma Bakanlığının çalışmalarına dayanan TCP/IP protokolüdür. IPX, XNS, NetBIOS ve NetBEUI yine başka kurumlar veya şirketler tarafından geliştirilen protokollerdir.

IEEE 802 nin alt komitesi olan IEEE 802.3 komitesi kendi ismiyle başlayan IEEE 802.3:CSMA/CD Baseband Bus standartını geliştirmiştir. Bu standart Ethernet standartı olarak bilinir ve bus topolojili olan Ethernet ağlarda cihazların veri iletimini nasıl yapacağını belirtir. Benzer bir şekilde Token Ring Ağlar için IEEE 802.5:Token Passing Ring Standartı IEEE 802.5 komitesi tarafından oluşturulmuştur.

Farklı bilgisayar sistemlerinin birbirleri ile iletişimini bir standarda oturtmak amacıyla Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) tarafından Açık Sistem Bağlantıları (OSI) referans modeli 1984 yılında ortaya çıkartılmıştır. OSI referans modelinde, iki bilgisayar sistemi arasında yapılacak olan iletişim problemini çözmek için 7 katmanlı bir ağ sistemi önerilmiştir. Bu katmanların en üstünde görüntü yada yazı şeklinde yola çıkan bilgi en altta ağlarda iletilebilecek elektrik sinyallerine yani 0 ve 1 lere dönüşür.

OSI referans modelindeki katmanlar ve görevleri kısaca şöyledir:

1) Fiziksel Katman (Physical Layer)
Veri iletiminin hangi araçlarla yapılacağını belirten katmandır. Kablo türleri elektrik ve frekans ayarları bu katmanda yer alır.
2) Veri İletim Katmanı (Data Link Layer)
Kurulan bağlantılarda akış kontrolü, hata düzeltme ve doğru mesaj sınırlamasının yapılması bu katmanın görevlerindendir. Köprüler bu katmanda çalışır.
3) Ağ Katmanı (Network Layer)
Bağlantıyı sağlayan ve ulaşılmak istenen bilgisayara giden yolu bulan katmandır. Yönlendirme protokolleri bu katmanda çalışır.
4) Taşıma Katmanı (Transport Layer)
Bu katman gelen bilgilerin doğruluğunu kontrol eder. Bilginin taşınması esnasında oluşan hataları yakalar ve bunları düzeltmek için çalışır.
5) Oturum Katmanı (Session Layer)
İki bilgisayar üzerindeki uygulamaların birbirini farkettiği katmandır.
6) Sunum Katmanı (Presentation Layer)
Gelen paketler bilgi haline dönüştürülür. Bilginin karakter set çevrimi veya değiştirilmesi, sifreleme, sıkıştırma vs. girişimlerini bu katman yapar.
7) Uygulama Katmanı (Application Layer)
Kullanıcıya en yakın olan katmandır. Kelime işlemci, tablolama, veri   tabanı programlar gibi uygulamalar bu katmanda çalışır.

Yine katmanlardan oluşan bir protokol kümesi olan TCP/IP hemen hemen OSI modeliyle aynı fonksiyonu görür fakat yedi yerine dört katmana ayrılmıştır ve günümüzde ağların ağı olarak bilinen Internet'in dayandığı protokol kümesi olduğu için OSI modelini gölgede bırakmıştır. TCP/IP'yi oluşturan katmanlar ve kısaca görevleri şöyledir.

1) Ağ Ulaşım Katmanı (Network Access Layer)
Fiziksel ağ tipini belirleyen bu katman OSI modelindeki ilk iki katmana karşılık gelir. Veri iletim araçlarıyla, kullanılan ağ tipine göre asıl sinyallerin iletilmesi yani verinin transferi bu katmanda gerçekleşir.
2) Internet katmanı (Internet Layer)
Bu katmanın görevi bir üst katmandan kendisine iletilen paketlere ağlar üzerinde yol (route) bulmaktır. Bu katmandaki protokoller IP, ICMP'dır.
3) Taşıma katmanı (Host-to-Host Transport Layer)
Bu katman bilginin karşı tarafa ulaştırılmasından sorumludur. Bilgi kayıplarını ve hatalı mesajları önlemek için gerekli kontrolleri yapar. Bu katmanda TCP ve UDP olmak üzere iki önemli protokol yer alır.
4) Uygulama Katmanı (Application Layer)
Kullanıcıların direk olarak temas halinde olduğu uygulamalar bu katmanda yer alır. Mesela elektronik posta dosya transferi uygulamaları gibi. Burada yer alan uygulamalar için çeşitli protokoller vardır. FTP, TELNET, SMTP bazı örnekler.

Kısa bir örnekle bu katmanların nasıl çalıştığına bakalım, detaylı bilgi için potokoller bölümüne bakınız.

SMTP elektronik posta (e-posta) servisi için bir uygulama protokolüdür. Bu protokol e-posta'nın bir bilgisayardan bir başkasına nasıl iletileceğini belirtir. Alıcı ve gönderenin adreslerinin belirlenmesi, posta içeriğinin hazırlanması gibi. Diyelim ki bir e-posta programıyla bir posta hazırladım. Adresler hazırlanıp belli bir formata konduktan sonra mesaj bir alt katmana iletilir. Taşıma katmanı mesajı bir kerede gönderemeyecek kadar büyükse segment denilen bölümlere ayırır. Bu katman segmentlerin doğru sırada ve hatasız yollanmasını sağlar. Segmentler bir alt internet katmanına iletilir. Bu katmanda paketler datagram olarak adlandırılır ve datagramlar yol bulması amacıyla başlama çıkış ve varış Internet adresleri eklenir ve ağ ulaşım katmanına verilir. Ağ tipine göre değişik şekillerde sinyaller halinde iletilen veriler karşı tarafta katmanlar arasında ters bir yol izleyerek yukarı çıkarlar ve karşıdaki insan kendi posta programıyla mesajı okur.

SNA IBM tarafından kendi bilgisayarlarının bağlantısı amacıyla geliştirilmiş bir protokoldür. Yedi katmanı olması sebebiyle OSI'yi andırır fakat görevleri itibariyle katmanlar OSI katmanlarından ayrılır. SNA tanımı ağları NAU (Network Addressable Units) denilen bölümlere ayırır, bunlar PU (physical Units), LU (logical Units) veya SSCP (Systems Service Control Points) olabilir. SSCP, bütün LU ve PU'lar arasındaki iletimi kontrol eder. PU'lar ağ üzerinde yer alan yazıcı, terminal, bilgisayar gibi donanım parçalarıdır. LU'lar ise sisteme giren (login) kullanıcılar ile uygulama programlarıdır. SNA yapısında SSCP görevini mainframe denen büyük bilgisayarlar yapar ağ ise sadece veriyi bu bilgisayara taşıyan bir yoldur.

BIOS, DOS'un (I/O calls) girdi çıktı rutinleri içeren parçasıdır. Uygulamalar bunları çağırarak girdi çıktı servisleri isterler. NetBIOS bu rutinleri genişleterek ağ üzerinden girdi çıktı yapılmasını sağlar. İlk olarak Sytek ağ arayüz kartında bir ROM üzerine yazılan NetBIOS bugün API (Application Programming İnterface) halini almıştır. IBM ve Microsoft'un NetBIOS'a yıllar geçtikçe yaptıkları eklemeler NetBEUI'yi çıkarmıştır (NetBIOS Extended User Interface). NetBEUI, NetBIOS API'si SMB (Service Message Block) protokolü ve NBF (NetBIOS frame) protokolü içerir. SMB, NetBIOS gibi uygulama programlarının ağ servislerine nasıl ulaşacağını belirten bir API'dir. NBF ise ağ üzerinde iletilmek üzere frameler oluşturur. NetBIOS aynı zamanda genel bir ifadedir NetBIOS kullanılan bir ağ anlamına da gelir. NetBIOS yönlendiricili bir protokol olmadığı için sadece bir ağ segmenti üzerinde kullanılabilir. Alt yapıda kullanılan ağ tipinin adres yapısına muhtaçtır. Bu yüzden küçük LAN'lar için çok uygun olmasına rağmen ağ büyüdükçe uygunsuz olmaya başlar.

Zaman içinde geçirdiği değişiklikler sebebiyle NetBIOS kelimesi kullanımı karışıklıklara sebep olabilir. Son haliyle NetBIOS, NBF protokolüne bağlı değildir. TCP/IP de dahil değişik protokoller üzerinde çalışabilir. TCP/IP üzerinde çalışanı NBT (NetBIOS over TCP/IP) olarak isimlendirilir. Örnek olarak Windows NT LAN bağlantısında NetBEUI ve WAN bağlantısında TCP/IP kullanılır.

IPX Novell firmasının geliştirdiği bir IP katman protokolüdür. Güvenilir olmayan (bu kontrolleri bir üst katmandaki SPX protokolü yapar) bağlantısız datagram transferine dayalı bir protokoldür. Datagramlar üzerinde yönlendirme uygulanabilir.

Sonraki Konu

1.6 Ağ Yönetimi