1.3 פרוטוקול אתרנט פתרון

פתרון: פרוטוקול אתרנט

תרגיל 1: הבנת פרוטוקול אתרנט

1. מהו פרוטוקול אתרנט?
   פרוטוקול אתרנט הוא פרוטוקול בשכבת הקו המיועד להעברת נתונים באמצעות כבלי אתרנט. מטרתו היא להגדיר כיצד יועברו הנתונים בין מחשבים ברשת מחשבים מקומית (LAN). הרכיבים הפיזיים המעורבים בתקשורת אתרנט כוללים כבלים (כגון כבלי קואקסיאליים או כבלי CAT5/6) ומחשבים מחוברים דרך מתגים או האבים.

2. מהו ה-MTU של פרוטוקול אתרנט?
   ה-MTU (Maximum Transmission Unit) של פרוטוקול אתרנט הוא 1500 בתים. מדובר בכמות המידע המקסימלית שניתן לשלוח במסגרת אחת של אתרנט. הגבלה זו נובעת ממבנה המסגרת ומטרת השמירה על ביצועים טובים בעת העברת נתונים.

3. מהם השדות הכלולים במסגרת אתרנט?
   במסגרת אתרנט קיימים מספר שדות:

   • כתובת ה-MAC של היעד (Destination MAC) – 6 בתים.
   • כתובת ה-MAC של המקור (Source MAC) – 6 בתים.
   • סוג/פרוטוקול בשכבת הרשת (EtherType) – 2 בתים.
   • גוף המסגרת (Data) – עד 1500 בתים.
   • הChecksum (CRC), לצורך זיהוי שגיאות- עד 4 בתים.
   • הסבר את משמעות ה-Checksum במסגרת אתרנט.
     ה-Checksum (המכונה גם CRC) הוא שדה בן 4 בתים במסגרת אתרנט, שתפקידו לזהות שגיאות במידע שנשלח. ה-Checksum מחושב על כל התוכן שבמסגרת, וכולל את כתובת ה-MAC של המקור, כתובת ה-MAC של היעד, פרטי המסגרת והנתונים עצמם. אם המחשב המקבל מוצא שסכום ה-Checksum לא תואם, הוא יודע כי הייתה שגיאה בהעברת הנתונים.

תרגיל 2: רכיבי רשת ותפקודם

1. מהו האב (Hub)?
   האב הוא רכיב "טיפש" ברשת אשר פשוט מקבל את הפאקטות ומפיץ אותן לכל המחשבים המחוברים אליו, ללא הבחנה בין מחשבים שונים. כל פאקטה שמגיעה אל האב מועברת לכל מחשב ברשת, כך שכל מכשיר מקבל את הפאקטות גם אם לא היה היעד שלהן.

2. הסבר את פעולתו של המתג (Switch).
   המתג הוא רכיב "חכם" יותר בהשוואה להאב. המתג יודע להכיר את כתובת ה-MAC של כל מחשב שמחובר אליו, ולכן הוא יודע לשלוח את הפאקטה רק למחשב היעד שלה, במקום לשלוח אותה לכל המחשבים ברשת (כמו האב). המתג שומר טבלה של כתובת ה-MAC לכל מחשב ומעביר את הפאקטות בצורה ממוקדת ויעילה.

3. מהו כרטיס רשת (NIC)?
   כרטיס רשת (Network Interface Card) הוא רכיב חומרה שמחבר את המחשב לרשת. הכרטיס אחראי להמיר את המידע מהכבל (כגון כבל אתרנט) למידע דיגיטלי שהמחשב יכול להבין ולעבד. הוא מספק גם ממשק תוכנתי (NIC Driver) שמאפשר למערכת ההפעלה לתקשר עם הרשת.

תרגיל 3: זיהוי כתובת MAC ו-ברודקאסט

1. מהי כתובת MAC?
   כתובת MAC (Media Access Control) היא כתובת ייחודית שניתנת לכל כרטיס רשת ומזוהה על ידי כל רכיב רשת. כתובת זו משמשת כדי לזהות את המקור או היעד של הפאקטות ברשת ברמת שכבת הקו. כתובת MAC היא קבועה (כלומר, היא לא משתנה) ומשתמשים בה כדי למפות את הפאקטות לרכיב הספציפי ברשת.

2. מהי כתובת ברודקאסט?
   כתובת ברודקאסט היא כתובת מיוחדת שמשתמשים בה כדי לשלוח פאקטות לכל המחשבים ברשת. כתובת זו היא FF:FF:FF:FF:FF:FF, וכל מחשב ברשת שמקבל פאקטה עם כתובת זו יבצע עיבוד שלה.

3. האם המתג יכול לשלוח פקטות בברודקאסט?
   כן, המתג יכול לשלוח פאקטות בברודקאסט אם כתובת היעד היא FF:FF:FF:FF:FF:FF. במקרה כזה, המתג ישלח את הפאקטה לכל הרגלים ברשת, בדיוק כפי שעושה האב. המתג מזהה את זה באמצעות הכתובת ב-ETHertype ומפיץ את הפאקטה לכל המחשבים ברשת.