מבוא + מושגים בסיסיים

LAN

Local Area Network

בעברית "רשת תקשורת מקומית".

רשת תקשורת מקומית היא רשת מחשבים המתפרסת על אזור גאוגרפי מוגבל, בדרך כלל בתוך בניין אחד, או בניינים סמוכים. כל המחשבים באותה רשת מחוברים באמצעות כבלי רשת, כרטיסי רשת, רכזות ועוד..

WAN

Wide Network Area

בעברית "רשת תקשורת איזורית".

רשת תקשורת איזורית היא רשת תקשורת המחברת בין מספר רשתות עירוניות ורשתות מקומיות, אשר בדרך כלל ממוקמות במרחק ניכר זו מזו. רשת אזורית שונה מרשת עירונית בכך שהיא יכולה להתפרס על פני אזור גאוגרפי בלתי מוגבל (רשת האינטרנט). רשת אזורית עוסקת בעיקר בניתוב מידע בין רשתות מקומיות או עירוניות.

MAN

Metropolitan Area Network

בעברית "רשת תקשורת עירונית".

רשת תקשורת עירונית היא רשת תקשורת הפרוסה על פני עיר או קמפוס (של אוניברסיטה למשל). רשת עירונית יכולה לשמש לחיבור מספר רשתות מקומיות קרובות גיאוגרפית, כאשר ביניהן קיים קשר לוגי הדוק. במקרים רבים משמשת רשת זו כדרך לחבר את הרשתות המקומיות לא רק זו לזו אלא גם לרשתות גדולות יותר, ארציות או עולמיות, כדוגמת האינטרנט. רשת עירונית מודרנית עושה בדרך כלל שימוש בסיבים אופטיים על מנת לספק את רוחבי הפס ומרחקי ההעברה הנדרשים ממנה.

מחשב מרכזי \ רשת מבוזרת

מחשב מרכזי - מחשב מרכזי הוא מחשב בעל יכולות עיבוד ואיכסון גבוהים במיוחד, מהווה את מרכז הרשת. אל המחשב המרכזי מחוברים מסופים אשר פונים אליו באמצעות טרמינל בבקשה לעדכון, קריאת נתונים וכו'.

רשת מבוזרת - ככל שמחירי המחשבים הופכים לזולים יותר, כך רשתות מבוזרות הופכות לפופולאריות יותר. רשת זו מבוססת על מחשבים אישיים חזקים בעל יכולות עיבוד ואכסון גבוהים וכך נחסך הצורך להשקיע בשרתים יקרים.

Client - Server

בעברית "שרת - לקוח".

"שרת - לקוח" היא אחת מתצורות ההתקשרות הנפוצות ברשתות מחשבים. שירותי רשת הפועלים בשיטה זה מורכבים משני חלקים - השרת, והלקוח. השרת הוא תוכנה פאסיבית, המאזינה לרשת, ומחכה לקבל בקשות, הלקוח לעומתו מהווה את ממשק המשתמש, הוא מופעל על ידי המשתמש, ופונה לשרת כאשר הוא זקוק למידע או שירותים ממנו.

Peer To Peer

ברשתות תקשורת מחשבים, רשת עמית לעמית (באנגלית: Peer to Peer או בקיצור P2P), היא רשת תקשורת בה כל אחד מהקצוות מתפקד הן כלקוח והן כשרת, וכל אחד מהקצוות מסוגל ליזום או לסיים התקשרות וכן לספק או לדרוש שירותים.

ציוד תקשורת

NIS - Network Interface Card

כרטיס רשת (NIC - Network Interface Card) הוא חומרת מחשב המאפשרת למחשב להתחבר לרשת מחשבים. מכיוון שכרטיס הרשת מהווה את שער הגישה של המחשב אל הרשת מועברת בו כתובת MAC המשמשת המחשב בכל התקשורת שעוברת דרך אותו כרטיס הרשת.

MAC - Media Access Control

כתובת MAC : Media Access Control address בתרגום חופשי: כתובת בקרת גישה למדיה. היא מזהה ייחודי המוטבע על כל רכיב תקשורת לרשתות מחשבים בעת הייצור ואינה ניתנת לשינוי. כתובת ה-MAC מוטבעת בדרך כלל בכרטיס הרשת במחשב ו/או במודם.

כתובת MAC מורכבת מ-48 סיביות, מה שמאפשר כ-2 בחזקת 48 (281 אלפי מיליארדים) כתובות שונות. ה-IEEE מקצה לכל יצרן חומרה קידומת ייחודית בת 24 סיביות שבה עליו להשתמש בכל רכיבי התקשורת שהוא מייצר, מה שמותיר לכל יצרן כ-16 מיליון כתובות אפשריות. נהוג לכתוב את הכתובת כ-6 זוגות של מספרים הקס-דצימלים, המופרדים בנקודתיים או מקפים. לדוגמה: 00-0E-A6-A7-63-F7.

כבל רשת

השימוש בתקעי RJ-45 נפוץ בעיקר ברשתות Ethernet . עבור רוחבי פס של 10Mbps 100Mbps נעשה שימוש רק בארבעה מתוך שמונת הגידים של הכבלים, ובהתאמה גם בתקעים, כאשר הארבעה הנותרים יכולים לשמש לגיבוי או לקו טלפון ואו לרשת נוספת. אך כיום - עם המעבר לקצבים של 1Gbps נעשה שימוש בכל שמונת הגידים.

HUB - רכזת

רכזת היא רכיב ברשת מחשבים המחבר בין שני מחשבים או יותר באותה הרשת ומאפשר להגדיל את המרחק בין קצותיה.

Switch - מתג

מתג הוא רכיב ברשת מחשבים המאפשר שליטה על התעבורה ברשת בהתבסס על כתובות MAC, ומחבר בין שניים או יותר

חלקים של הרשת, כאשר כל אחד מהם הוא מתחם התנגשות נפרד.

Router - נתב

נתב הוא רכיב ברשת מחשבים שמבצע החלטות לגבי העברת חבילות נתונים ע"פ מערכת כתובות לוגיות (כתובות IP ) ופרמטרים אחרים כמו - עומסים, עלויות, מרחקים ועוד...

Bridge - גשר

גשר הוא רכיב ברשת מחשבים המאפשר שליטה על התעבורה ברשת בהתבסס על כתובותMAC ומחבר בין שני חלקים של הרשת.

גשר "לומד" את כתובות הMAC של הרכיבים המחוברים לכל אחד ממקטעי הרשת המחוברים אליו על ידי כתובת הMAC של המקור בחבילות המידע המגיעות אליו. כאשר חבילה מגיעה אל המתג הוא בודק מה היא כתובת הMAC אליה מיועדת החבילה, אם הכתובת מוכרת למתג הוא לא יעביר את החבילה אם כתובת הMAC של היעד נמצא באותו מקטע ממנו היא הגיעה, או יעביר אותה הלאה אם היא נמצאת במקטע

האחר או שהגשר עדיין לא יודע היכן נמצאת כתובת הMAC המיועדת.

IP כתובת

כתובת IP היא קבוצת מספרים, שעושה שימוש בפרוטוקול ה-IP ולכן לכל מחשב או רכיב מוצמדת כתובת לוגית ייחודית, השייכת לו בלבד, והמאפשרת לזהות ולמצוא שמחשב מסוים ברשת, לשלוח אליו מידע או לקבל ממנו מידע.

כתובות IP מחלקות את הרשת בצורה היררכית, ולכן מכונות "כתובת לוגית" (בשונה מכתובת MAC, שניתנות לציוד בשעת הייצור, ולכן אין בהכרח קשר בין הכתובות של מכשירים סמוכים באותה הרשת).

פרוטוקול

פרוטוקול הוא השפה והכללים לפיהם מועברים הנתונים ברשת. פרוטוקולים נפוצים הם: TCP/IP, NetBeui, IPX,SPX

פרוטוקולים לדוגמא:

FTP - File Transfer Protocol

פרוטוקול להעברת קבצים בין שרת ללקוח.

HTTP - Hyper Text Transfer Protocol

פרוטוקול להעברת דפי HTML וקבצים נלווים.

NNTP - Network News Transfer Protocol

פרוטוקול לשליחה והעברה של קבוצות דיון.

SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

פרוטוקול לשליחה והעברה של דואר אלקטרוני.

SSL - Secure Sockets Layer

פרוטוקול תקשורת המקנה חיבור לוגי מאובטח ומוצפן בין שני יישומים ברשת.

POP3

פרוטוקול לשליפה של דואר אלקטרוני משרתי דואר אלקטרוני.

IMAP

פרוטוקול המאפשר למשתמש לנהל תיבת דואר אלקטרוני מבוססת שרת.

DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol

פרוטוקול להקצאה דינמית של כתובות IP.

IRC - Internet Relay Chat

פרוטוקול המשמש לשיחה טקסטואלית ברשת האינטרנט.

SNMP - Simple Network Manegment Protocol

SSH - Secure Shell

פרוטוקול המאפשר גישה מוצפנת למערכות מרוחקות המבוססות Unix.

DNS - Domain Name System

מערכת להתאמה בין כתובות URL לכתובות IP.

VPN - Virtual Private Network

רשת וירטואלי פרטית.

NAT - Network Address Translation

פרוטוקול תרגום כתובת רשת.

Port

פורט Port - הוא ערוץ לוגי שדרכו יכולות תוכנות להעביר נתונים באופן ישיר, במקום להעביר ביניהן קובצי נתונים. השימוש הנפוץ ביותר בפורט הוא בתקשורת בין מחשבים באינטרנט, בפרוטוקולים TCP ו-UDP. ישנם מספר פורטים מוכרים באינטרנט, לדוגמה:

HTTP - 80 רוב אתרי האינטרנט משתמשים בפרוטוקול זה.

SMPT - 25 דואר יוצא.

POP3 - 110 דואר נכנס.

FTP - 21 העברת קבצים.

כדי להתמודד עם האתגרים שהוצגו, ניסה הארגון הבינלאומי הנקרא ISO

שפירושו International Standard Organization לפתח מודל כללי

שיספק מענה כולל, המורכב ממספר רבדים.המודל שפותח נקרא מודל שבע

השכבות- OSI -Open Standard Interconnect.מודל זה מהווה הקבלה

לאנלוגיה האנושית בתקשורת, ובסיס לארכיטקטורה הפתוחה של מערכות

תקשורת הנתונים.

הפתרונות לבעיות שהוצגו התמקדו בארבעה נושאים אלה:

קישוריות (Connectivity) - הקישוריות היא היכולת לספק תקשורת בין טכנולוגיות שונות,

סוגי תווך שונים וקצבים שונים.

אמינות (Reliability) - אמינות היא תכונת חובה ברשתות תקשורת. משתמשי הרשת בארגון מסתמכים על גישה קבועה ואמינה למשאבי הרשת.

ניהול (Managment) - יכולות ניהול הרשת חייבות לספק ניהול מרכזי, ויכולת איתור תקלות (TroubleShooting) ברשת כולה. קביעת התצורה, אבטחת המידע והביצועים חייבים להילקח בחשבון בכובד ראש, לצורך עבודה תקינה וחלקה של הרשת.

גמישות (Flexibility) - גמישות בהרחבת הרשת, בהוספת שירותים ויישומים חדשים היא

צורך חשוב ומהווה אתגר בפיתוח רשתות התקשורת.

מודל שבע השכבות

( OSI )

מודל ה-OSI מורכב משבע שכבות. התפקיד של כל שכבה הוא לעטוף את המידע שנוצר על ידי השכבות שמעליה, על מנת שיהיה ניתן להעביר אותו לצד השני של ההתקשרות. לאחר שמידע נשלח לצד השני, יש צורך לקלף את השכבות השונות על מנת להגיע חזרה למידע המקורי. על מנת שהצד המקבל יוכל להבין את המידע המתקבל ולקלף את השכבות הללו, שני הצדדים עובדים בדרך כלל ע"פ פרוטוקול מוסכם.

ניתן לחלק את שבע השכבות לשלוש קטגוריות

תחילת המודל הוא בשכבה הגבוהה - שכבת היישום, בה נוצר המגע היחיד בין המשתמש והמערכת, ובה מבוצעת תוכנת היישום.

אחרי המודל הוא בשכבה אחראית על מעבר נתונים ותיקון שגיאות.

סוף המודל - השכבה בה מומר המידע לאותות חשמליים המועברים לאורך התווך הפיזי שמקשר את שני צידי קו התקשורת, שמקיימים את התקשורת ביניהם.

שבע השכבות:

שכבה 7, שכבת היישום

השכבה העליונה – שכבת היישום. היא אחראית לכך שהיישום שדורש תקשורת יוכל לתקשר עם הרשת, ללא תלות בסוג הרשת. שכבה זו מפעילה תוכנות שעובדות כדי לתקשר בין המשתמש למחשב.

בשכבה זו נמצאים יישומי משתמש שמתקשר עם הרשת.

שכבה 6, שכבת התצוגה - Presentation

שכבה זו אחראית לתרגום הנתונים לפורמט מוכר, להצפנה ופענוח (אם יש צורך בכך), ברשתות של מיקרוסופט שכבה זו אחראית גם על הצגת משאבים מרוחקים כמקומיים.

הפעילות העיקרית – לקחת נתונים משכבת היישום ולתרגם אותם לתצורה המובנת לכל סוג של מחשב.

פעולות נוספות בשכבה זו – הצפנה ופענוח, דחיסת נתונים ופריסה שלהם.

בסיום פעולת שכבת ההצגה, יש לנו נתונים שמוכנים לעבור ברשת.

שכבה 5, שכבת הדו שיח - SESSION

אחראית על יצירת קשר עם נקודת היעד אליה אמורים להגיע הנתונים ועל העברת הנתונים כולל נקודות בדיקה וביקורת.

המידע ברשת לא עובר כגוש גדול של נתונים. גוש הנתונים מחולק למנות קטנות (Packets) וכך כל מנה עוברת לנקודת היעד.

היעד שאמור לקבל את המידע חייב לדעת היכן מתחילה העברת הנתונים והיכן היא מסתיימת.

כשמחשב צריך להעביר נתונים למחשב אחר – הוא מסמן למחשב היעד שברצונו לפתוח SESSION ביניהם.

במידה ומחשב היעד מוכן לקבל את ה SESSION (אם ההרשאות מתירות זאת), הקשר יתחיל, המנות יעברו ולאחר קבלת אישור על כל המנות, ה-SESSION ייסגר.

אם יש תקלה ומנה אחת או יותר לא התקבלו, המנות הללו יישלחו מחדש.

במילים פשוטות – שכבה זו פותחת, מבצעת ומסיימת שיח בין שני מחשבים.

שכבה 4, שכבת התעבורה - TRANSPORT

שכבה זו אחראית לחלוקת הנתונים למנות, מספור המנות ואריזתם מחדש.

החלוקה והמספור מתבצעים כדי שכל הנתונים יוכלו לעבור בסדר הנכון.

שכבה זו יודעת את גודל המנה (Packet) שנדרש ע"י השכבות הנמוכות והיא אורזת מחדש את הנתונים בגודל מתאים. אם יש כמות קטנה של נתונים, הם ייארזו יחד כדי להגיע לגודל המנה הטוב ביותר.

בקצה המקבל – שכבה זו מאשרת את הקבלה של כל מנה ומסדרת מחדש את המנות אם לא הגיעו לפי הסדר.

אם חסרה מנה אחת או יותר, היא אחראית על בקשת שליחה מחדש של המנה החסרה.

במילים פשוטות – שכבה המבטיחה העברת נתונים בשלמות ובסדר הנכון.

שכבה 3, שכבת הרשת - NETWORK

שכבה זו אחראית על תרגום שמות לוגיים לפיסיים ולהפך, וקביעת הנתיב בהם הנתונים אמורים לעבור.

שכבה זו מנתבת מסרים לכתובת היעד בדרך הטובה ביותר האפשרית.

אם נתיב מסוים יכול ודורש גודל שונה של נתונים, יכולה שכבת הרשת לבצע חלוקה מחדש של הנתונים כדי שיתאימו לנתיב הרצוי.

שכבה 2, שכבת קישור הנתונים – Data Link

שכבה זו אורזת מנות (Packets) לחבילות (Frames) ומבצעת מעקב וביקורת.

שכבה זו אחראית גם על בקרת גישה לתווך.

הנתונים מוכנסים בשכבה זו לFRAMES שמוכנים להעברה לשכבה הפיסית.

שכבה זו יכולה להוסיף סיומת CRC כדי שהמחשב המקבל יוכל לוודא שהנתונים התקבלו בשלמות.

במידה ולא התקבלו, בשלמות, מחשב היעד לא ישלח אישור קבלה והמחשב השולח ייאלץ לשלוח שוב את המידע.

שכבה זו אורזת נתונים למסגרות (FRAMES) ומספקת קשר נטול שגיאות בין שני מחשבים.

שכבה זו גם אחראית על בקרת גישה לרשת (תור הדיבור של המחשבים ברשת).

שכבה 1, השכבה הפיסית - Physical

שכבה זו מגדירה את טופולוגית הרשת.

בשכבה זו מדברים ב "0" ו "1", פולסים חשמליים העוברים בתווך התקשורת.

בשכבה זו מתורגמים הנתונים לסיביות שיעברו דרך התווך הפיסי המשמש לחיבור בין המחשבים.

שכבה זו מגדירה מה התווך הדרוש (כבל, סוג הכבל, המתח חשמלי הדרוש וכל דבר אחר המשמש להעברת האות ברשת).

שכבה זו היא בעצם החיבור הפיסי על כל המרכיבים שלו בין המחשבים.

איך זה עובד?

תהליך יצירת שיחה

המשתמש פועל בעזרת שכבת הישום (לדוגמה מקיש שם של אתר אינטרנט בשורת הכתובות בדפדפן)

שכבת הישום מורידה את המידע לשכבת ההצגה - שהופכת את המידע למידע מיוצג בשיטת יצוג, לעתים דוחסת אותו ולעתים מקודדת אותו. לדוגמה, שכבה זו מקודדת את כתובת האתר שהוקשה בדפדפן האינטרנט בקידוד ASCII.

שכבת ההצגה מעבירה את היצוג של פעולת המשתמש לשכבת השיחה, שכבת השיחה קובעת מתי ניתן לפנות בבקשה לשכבות התחתונות לצורך העברת מידע הלאה. בדוגמת שם אתר בדפדפן, יפעל ברמה זו שירות ה-DNS, אשר יתרגם את שם האתר לכתובת בשכבת הרשת.

מכאן יורד המידע לשכבת התעבורה, השכבה שולחת את המידע על פי פרוטוקול השיחה. השכבה אחראית על יצור שיחה (לחיצת יד).

שכבת הרשת אחראית על הדרך שהמידע יעבור עד להגעתו ליעדו. את היעד היא מקבלת מהשכבות העליונות. בדוגמה של פנייה לשרת DNS שכבת הרשת תייצר הודעה שיעדה הוא שרת ה-DNS.

שכבת הקו אחראית להעביר את אוסף הסביות שהתקבלו משכבת הרשת לנקודה הבאה - בדרכו של המידע ליעדו. השכבה תעביר לשכבה הפיזית סביות שיגרמו למידע להיקרא על ידי צומת התקשורת הבאה בדרך לשרת.

השכבה הפיזית מתרגמת מידע סיביות למתחים חשמליים או אותות אופטיים למשל, ומשדרת את המידע על קו מוגדר.

בצד הקולט, כל הפעולות מתבצעות בכיוון השני:

שכבה פיזית קולטת הודעה מהקו, מפענחת מתחים חשמליים או אותות אופטיים ומעבירה ביטים לשכבת הקו.

שכבת קו מפענחת את חלק ההודעה שהוא "הכתובת", אם הכתובת היא הצומת הזו - ההודעה עוברת לשכבת הרשת.

שכבת הרשת מפענחת את המשך ההודעה - אם ההודעה היא לפעולת הצומת הזו - ההודעה עוברת הלאה לשכבת התעבורה. אם ההודעה רק צריכה לעבור בצומת הזו - ההודעה חוזרת ומשודרת לכיוון היעד האמיתי שלה.

שכבת התעבורה בודקת האם זו ההודעה שציפו לה ברצף השיחה עם הצד השני. אם כן - ההודעה עולה לשכבת השיחה. אם לא - נשלחת בקשה לשידור חוזר לשכבת הרשת.

שכבת השיחה מסנכרנת את ההודעה עם האפליקציות שמעלייה.

שכבת ההצגה פורסת דחיסה ומפענחת קידוד ומעבירה לשכבת הישום מידע בצורה בה הישום דורש.

שכבת הישום מציגה למשתמש את אתר האינטרנט שהוא ביקש.

Please reload