02

מבוא לרשתות ותקשורת מחשבים - הקדמה לספר

במהלך כניסה למטוסים בחלק מטיסות-פנים בארה"ב אפשר לשמוע, ממש לפני הניתוק מהשרוול בשער העלייה, את קפטן המטוס מכריז על יעד הטיסה ומפציר באילו מהנוסעים שזהו לא היעד שלהם – להודיע על כך מיד לצוות הדיילים.

אעשה זאת גם כאן: יש סיכויים לא רעים שהסיבה לכך שאתם קוראים ספר זה היא שהתחלתם להתעניין ברשתות תקשורת מחשבים וששמעתם על המושג הנקרא TCP/IP, אם בגלל סקרנות יוצאת דופן ואם בגלל כורח הקשור לעבודה או לימודים – יצא שאתם מעוניינים להרחיב את ידיעותיכם בתחום תקשורת הנתונים – ומכאן נובע הצורך להכיר את מה שמכונה "רשתות מחשבים" ואת "פרוטוקול "TCP/IP לעומק. אם אכן אלה הסיבות, אתם נמצאים במקום הנכון. אם לא, אנא קראו לאנשי הצוות והודיעו להם על כך... :) 

עולם רשתות תקשורת המחשבים עובר תהפוכות בעשרות השנים האחרונות, עם טכנולוגיות פורצות דרך שלא רק מתוות את הדרך בה כולנו צועדים, אלא מביאות אותנו לכדי שינויים מהפכניים בדרך החיים שלנו. לא, אני לא מגזים. תחשבו על עצמכם מנווטים במדינה זרה עם תוכנת ניווט, או על עצמכם מבצעים קניות אונליין, מבצעים פעולות בנקאיות אונליין, רוכשים רכב אונליין, מגיבים ליום הולדת של חבר ברשת חברתית, מקבלים מיילים או הודעות וואטסאפ, צופים בשירותי סטרימינג של סרטים וכן הלאה. ועוד לא התחלתי עם תשתיות קריטיות כגון נמלי תעופה וים, רכבות, מפעלים, תחנות כוח, מתקני התפלה ועוד. עכשיו נסו לדמיין את כל זה בשנות השמונים ואפילו התשעים של המאה הקודמת.

בהצלחה עם זה. מה שברור הוא שרשתות מחשבים הן בעלות חשיבות עצומה. וכשאנחנו חושבים על תקשורת בין מחשבים, המילה הראשונה שקופצת לראש היא TCP/IP.

TCP/IP נמצא בכל מקום! מדובר למעשה בפרוטוקול (אם כי למען הדיוק זהו ממש לא פרוטוקול אחד אלא אוסף, מחסנית, חבילה, ערכה של פרוטוקולים שעובדים יחד – אבל אנחנו נקרא לו לשם הפשטות כ"פרוטוקול") שהפך, דה-פאקטו, לסטנדרט הכמעט-יחידי לתקשורת בין מחשבים בעולם המודרני של פוסט-שנות ה-90 של המאה הקודמת. אפשר להניח בסבירות גבוהה מאוד שאלמלא אתם נמצאים באיזו סביבת מיחשוב מאוד יוצאת דופן או ארכאית, המחשבים ברשת שלך מתקשרים זה עם זה באמצעות פרוטוקול TCP/IP.

גם אם אתה נמצא בביתך וגולש באינטרנט, המחשב השולחני שלך, המחשב הנייד של בת הזוג שלך, הטאבלט של הילדים שלך והסמארטפון שנמצא אצלך בכיס – כולם מתקשרים זה עם זה ועם העולם הרחב באמצעות TCP/IP.

יתרה מזאת, בשנים שעברו מאז יצאה הגירסה הראשונה של ספר זה ועד לאמצע העשור השני של האלף השני, ההתקדמות הטכנולוגית שאנו חווים ביום יום היא כה מהירה עד כדי כך שמכשירים "טיפשים" שהיינו עובדים איתם לפני כן, הפכו להיות "חכמים" יותר ויותר – הזכרתי קודם מכשירי טלפון חכמים (או "סמארטפונים") אבל לא רק. גם טלוויזיות חכמות המחוברות לאינטרנט, מקררים חכמים, בתים חכמים הנשלטים מרחוק מהסמארטפון (ובהם רכיבים כמו מזגן, מכונת כביסה, מנעול לדלת, מצלמת ביטחון, נורת חשמל ועוד) ואף מכוניות המכילות מערכות תקשורת מובנות – כולם חכמים וגאונים ממש, כולם מדברים זה עם זה וכולם מחוברים לאינטרנט, והם עושים זאת – איך לא – באמצעות TCP/IP.

למעשה, רשת האינטרנט ו- TCP/IP כה קשורים וכרוכים יחד בקשר עבות, עד כדי כך שאי אפשר להפריד ביניהם.

אם כך מהו יעד הטיסה שלנו? ספר זה יפתח בהקדמה קצרה, נדון בסוגי רשתות מחשבים, נעבור לסוגי התקני רשת וסוגי כבלים נפוצים, משם נקפוץ לסקירה של המקורות של פרוטוקול TCP/IP,

מהיכן הגיע ולאן הוא הולך. בהמשך נתחיל לחפור לעומק, ושם נדון בכל המאפיינים הטכניים של TCP/IP, נדבר על כתובות, על תתי-רשתות, נבצע תרגילים לחידוד ההבנה וגם נדון בשלל בעיות ונראה כיצד לגשת לפתרונן. לכל חלק יינתנו דוגמאות רבות בצורת תרגילים מודרכים וכן תרגילים לביצוע עצמי, כשהמטרה היא לגרום לך, הקורא, להבין את הפרוטוקול, את הדרך שבה עובד נושא הכתובות – או Addressing IP – ולתת לך כלים שתוכל באמצעותם להתמודד לא רק עם שאלות במבחני הסמכה, אלא גם עם מצבים בעולם האמיתי.

הערה: מאמר זה נכתב במקור עבור IPv4, או במילים אחרות גירסת ה-TCP/IP הנפוצה והמקובלת בעולם ברגעים אלה. מזה מספר שנים קיימת גירסה חדשה – IPv6 – שבבוא היום תחליף את גירסה

4. מאמר זה אינו מתייחס בהרחבה ל- IPv6 אם כי הוא נוגע בו בהמשך הדרך.

כמו כן, ספר זה הוא תהליך שנמצא בשיפור מתמיד מאז תחילת שנות ה-2000. עידכון גירסה גדול בוצע לקראת שנת 2006, עידכון נוסף בשנת 2013 ועוד אחד גדול בשנת 2020. בכל מקרה, שווה להסתכל

על מספר הגירסה בעמוד הכותרת ולראות באיזו גירסה אתם משתמשים.

בחלקו האחרון של הספר מתרכזות תוספות לחומר, מידע שיכול להעשיר את הידע שלכם. שווה לקרוא גם אותו.

לחומר זה נלווים מספר תרגילים שאותם תוכלו לבצע בבית. אם קיבלתם את הספר ללא התרגילים פנו אלי ואשלח לכם את הקבצים.

לבסוף חובה לומר: למרות שהפרוטוקול שבו אנו דנים הוא הטרוגני ומתאים למגוון רחב של מערכות הפעלה, רכיבי רשת ועוד, הרי שבכל זאת ישנם מספר הבדלים בין היישום המיקרוסופטי שלו, לבין שאר העולם. יש לציין כי ספר זה מותאם ברובו לעבודה בסביבה של מערכות הפעלה מבית מיקרוסופט.

ספר זה נכתב בלשון זכר, ונעשה זאת אך ורק בגלל מגבלות השפה העברית ונוחות הכתיבה, אך הוא מיועד לשני המינים. עם הקוראות הסליחה.

זכויות יוצרים, קרדיטים והפצת המידע

הפצת המאמר מותרת כל עוד לא נמחק או שונה או שובש שם הכותב – דניאל פטרי, כל עוד דף זה וכן דף הכותרת לא מוצאים מן המאמר, וכל עוד לא נעשו שינויים בגוף המאמר עצמו.

שימו לב! נתקלתי במספר מקרים בהם נעשה שימוש במאמר זה (ואחרים שנכתבו על-ידי) תוך כדי הפרה בוטה של חוק זכויות היוצרים ותוך כדי הסרה מכוונת של שמי מן המאמר, והפצתו כאילו הוא נכתב על ידי אותו אדם שגנב את המאמר מבלי לבקש רשות. מה שמזעזע מכל הוא העובדה שבמקרים עליהם אני יודע, מדובר היה באנשי מקצוע מוכרים בתחומם, אבל עובדה זו לא מנעה מהם לגנוב מאמר שלא נכתב על-ידם ולהפיץ אותו בכיתות ובמוסדות בהם הם עבדו, תוך כדי מחיקה מכוונת של שמי מן המאמר, והטעיית הקוראים כאילו הם עצמם כתבו אותו.

כל מקרה שכזה טופל בהתאם ונידון בערכאות שיפוטיות מתאימות. תהיו הוגנים: תנו קרדיט במקום שמגיע קרדיט, ואם אתם מעוניינים להשתמש בחומר למטרות עסקיות (כמו למשל לחלק אותו לתלמידים בקורס שאתם מלמדים) – פנו אלי ואשמח לסייע.

רוב האיורים שתראו בספר זה הם שלי. לעיתים צירפתי תמונות שנמצאו במאגרים חופשיים באינטרנט, ובכל מקרה הזכויות הן של יוצרי התמונות.

גירסה זו של הספר היא בשימוש מכללת שיא סקיוריטי ומופצת באישור לתלמידי המכללה בקורס Soc Analyst, יסודות הסייבר ומנהלי רשתות. 

טענות, הצעות לשיפורים, תיקון טעויות, שגיאות כתיב, בעיות, קושיות ושאלות אפשר לשלוח במייל לכתובת: daniel@petri.co.il