→ שבוע-01↑ כל השבועות · ניתוב, WAN ושירותיםשבוע-03 ←
כנרת-נט · פרק 0 · קליטה בצוות · אתר התלמידים

Ethernet · מבנה המסגרת · כתובת MAC

שבוע 2 · 06/09–10/09 · בנימין נאור · ניתוב, WAN ושירותים
'למה המחשב של רונית לא רואה את המדפסת?' — תתחילו מכתובת ה-MAC ומהמסגרת.
130XP במפגשמכיר/ה את השטחמכיר/ה את השטח
הדימוי של היחידה — תעודת זהות של הכרטיס: כתובת MAC נצרבת בכרטיס — כמו ת"ז. המסגרת היא המעטפה שנושאת שתי ת"ז: שולח ונמען.

מה לומדים היום

  • תקן IEEE 802.3 ומבנה המסגרת
  • כתובת MAC — 48 סיביות, OUI, ייחודיות עולמית
  • unicast · broadcast · multicast
  • מנגנון CSMA/CD
לפני שמתחילים — מה צריך לדעת כבר: הטופולוגיה משבוע 1 עם ping מוצלח, והמושג 'מסגרת' שהוצג אצל משה בשכבה 2.

מטרות השיעור — תיאוריה מול הנדסה

תיאוריה — נדע להסביר

  • לתאר את מבנה מסגרת Ethernet לפי תקן IEEE 802.3 ולמנות את שדותיה
  • להסביר את מבנה כתובת MAC — 48 סיביות, OUI ומספר סידורי
  • להבחין בין unicast · broadcast · multicast לפי הכתובת
  • להסביר את מנגנון CSMA/CD ולמה הוא כמעט לא רלוונטי במיתוג מלא
  • לקרוא טבלת כתובות MAC של מתג ולהסביר איך היא נבנתה

הנדסה — נדע לעשות

  • —
בשבוע שעבר בניתם רשת וה-ping עבד. עכשיו נסתכל על מה שבאמת עבר בכבל — מסגרת Ethernet — ונענה על השאלה איך המתג יודע לאן להעביר אותה.

1. תקן IEEE 802.3 ומבנה המסגרת

Ethernet הוא התקן השולט ברשתות מקומיות. היחידה שלו נקראת מסגרת (Frame), וזה המבנה שלה:

+----------+----------+------+--------------+-----+
|   DEST   |  SOURCE  | Type |     DATA     | FCS |
| 6 bytes  | 6 bytes  | 2 b  |  46-1500 b   | 4 b |
+----------+----------+------+--------------+-----+
     ^
     first field on the wire

שדה כתובת היעד הוא הראשון שעובר בכבל — לפני כתובת המקור. זה מה שמאפשר למתג להתחיל להחליט מוקדם.

שדהגודלתפקיד
כתובת יעד6 בתיםה-MAC של מי שאמור לקבל
כתובת מקור6 בתיםה-MAC של מי ששלח
Type / Length2 בתיםאיזה פרוטוקול נמצא בפנים (0x0800 = IPv4)
נתונים46–1500 בתיםהחבילה של שכבה 3
FCS4 בתיםבדיקת תקינות. מסגרת פגומה נזרקת
שימו לב שכתובת היעד ראשונה. זה לא מקרי: כך המתג יכול להתחיל להחליט לאן להעביר עוד לפני שקרא את כל המסגרת.

2. כתובת MAC

כתובת MAC היא מזהה פיזי של כרטיס רשת. אורכה 48 סיביות, ונכתבת כ-12 ספרות הקסדצימליות:

    00:1A:2B    :    3C:4D:5E
   |________|      |________|
        |               |
       OUI           SERIAL
     24 bits         24 bits
   assigned by      assigned by
      IEEE            vendor

24 הסיביות הראשונות הן ה-OUI ומזהות את היצרן; IEEE מקצה אותן. 24 האחרונות הן מספר סידורי שהיצרן קובע. יחד — 48 סיביות ייחודיות בעולם.

בזכות החלוקה הזו כל כתובת בעולם ייחודית: IEEE מוודא שלא יינתן אותו OUI לשני יצרנים, וכל יצרן אחראי לא לחזור על מספר סידורי.

3. שלושה סוגי כתובת יעד

סוגכתובת היעדמי מקבל
UnicastMAC של התקן ספציפיהתקן אחד בלבד
BroadcastFF:FF:FF:FF:FF:FFכל ההתקנים ברשת המקומית
Multicastמתחילה ב-01:00:5Eקבוצה מוגדרת של התקנים
מסגרת broadcast נשלחת לכל היציאות פרט לזו שממנה הגיעה. ככל שהרשת גדלה, נפח ה-broadcast גדל — וזו בדיוק הבעיה שתוביל אותנו בהמשך ל-VLAN.

4. איך המתג לומד — הלב של השיעור

מתג לא מגיע עם רשימת כתובות. הוא לומד אותה מהתעבורה שעוברת בו, לפי שני כללים פשוטים:

RULE 1  --  LEARN from the SOURCE address
    frame arrives on port 3, source = AA:AA
    =>  table entry:   AA:AA  ->  port 3

RULE 2  --  FORWARD by the DESTINATION address
    destination known      ->  that port only
    destination unknown    ->  flood all other ports
    destination broadcast  ->  flood all other ports

שני כללים, וזה כל מה שמתג עושה: לומד מכתובת המקור, ומעביר לפי כתובת היעד.

הפקודהמה היא עושה
show mac address-tableמציג את הטבלה הנוכחית
clear mac address-table dynamicמנקה את מה שנלמד

בפעם הראשונה שתי תחנות מדברות, המתג לא מכיר אף אחת ולכן מציף. אחרי מסגרת אחת לכל כיוון הוא כבר מכיר את שתיהן, ומכאן התעבורה ממוקדת.

הטבלה נשמרת ב-RAM ולכן נמחקת באתחול. לרשומה יש גם זמן תפוגה — אם התקן שתק מספיק זמן, הרשומה נמחקת.

5. CSMA/CD — ומה קרה לו

פעם כל המחשבים היו מחוברים לאותו כבל משותף. אם שניים שידרו יחד — התנגשות, ושתי המסגרות נהרסו.

CSMA/CD היה המנגנון שטיפל בזה: כל תחנה מקשיבה לפני שידור (Carrier Sense), אם הקו פנוי היא משדרת, ואם היא מזהה התנגשות (Collision Detection) — היא עוצרת, ממתינה זמן אקראי ומנסה שוב.

היום כל יציאה במתג היא תחום התנגשות נפרד, והתקשורת דו-כיוונית מלאה (full duplex). התנגשויות פשוט לא קורות.

אז למה ללמוד? כדי להבין איזו בעיה מיתוג פתר. וגם כי במבחן שואלים.

דוגמה פתורה

מתג ריק. PC-A (MAC AA:AA) ביציאה 1 שולח מסגרת ל-PC-B (MAC BB:BB) ביציאה 2. PC-C יושב ביציאה 3. תארו מה קורה, ומה מצב הטבלה אחרי כל שלב.

  1. המסגרת נכנסת ביציאה 1. המתג קורא את כתובת המקור AA:AA ורושם: AA:AA ← יציאה 1. טבלה: {AA:AA → 1}
  2. המתג בודק את היעד BB:BB. הוא לא בטבלה.
  3. המתג מציף: שולח את המסגרת ליציאות 2 ו-3 — לכולן חוץ מזו שממנה הגיעה. גם PC-C מקבל אותה.
  4. PC-C בודק את היעד, רואה שזה לא הוא, וזורק את המסגרת. PC-B מקבל ומעבד.
  5. PC-B עונה. התשובה נכנסת ביציאה 2 עם מקור BB:BB. המתג רושם: BB:BB ← יציאה 2. טבלה: {AA:AA → 1, BB:BB → 2}
  6. המתג בודק את היעד AA:AA — עכשיו הוא כן בטבלה. המסגרת נשלחת רק ליציאה 1. PC-C לא רואה כלום.
מסגרת אחת הוצפה, ומשם והלאה התעבורה ממוקדת. המתג לא 'יודע' — הוא למד, ממסגרות שעברו דרכו.

מילון

מושגבאנגליתהסבר
מסגרתFrameיחידת הנתונים של שכבה 2
כתובת פיזיתMAC Address48 סיביות, מזהה כרטיס רשת
מזהה יצרןOUI24 הסיביות הראשונות ב-MAC
שידור לכולםBroadcastFF:FF:FF:FF:FF:FF
הצפהFloodingשליחה לכל היציאות כשהיעד לא מוכר
תחום התנגשותCollision Domainאזור שבו מסגרות עלולות להתנגש
בדיקת תקינותFCSהשדה שמזהה מסגרת פגומה

ללמוד אחרת

חוברת התלמיד (PDF)חוברת להדפסה שחור-לבן (PDF)ערכת NotebookLM (txt)
ערכת NotebookLM: פודקאסט · סרטון · כרטיסיות · בוחן — מהחוברת בלבד, בלי מפתח התשובות.

תרגילים

  1. כמה בתים בכתובת MAC וכמה ספרות הקסדצימליות?
  2. למה שדה כתובת היעד מופיע לפני שדה המקור?
  3. מה עושה מתג כשכתובת היעד אינה בטבלה שלו?
  4. מהי כתובת ה-broadcast ולאן היא נשלחת?
  5. מה יקרה אם שני כרטיסי רשת יקבלו אותה כתובת MAC?
  6. מה החלק הראשון בכתובת MAC ומה אפשר ללמוד ממנו?
  7. למה CSMA/CD כמעט לא רלוונטי היום?
  8. ניקיתם את הטבלה. מה יקרה ל-ping הבא?

בדיקה עצמית

  1. כמה סיביות בכתובת MAC?
  2. לפי איזה שדה המתג לומד?
  3. לפי איזה שדה המתג מעביר?
  4. איפה נשמרת טבלת ה-MAC?

שאלון היחידה ב-Moodle

10–15 שאלות בפורמט הבחינה · 2 ניסיונות · הגבוה נספר · עד 100 XP. הקישור — בקורס ב-Moodle.

מעבדה 2 — טבלת ה-MAC בפועל

🎯 המטרה: לראות את הטבלה נבנית לנגד עיניכם.

📂 קבצים:

  • תרגיל פשוט.pkt

🛠 מהלך — סמנו כל שלב

  1. פתחו את הטופולוגיה עם שתי תחנות ומתג.
  2. היכנסו למתג ל-privileged mode והריצו: show mac address-table רשמו כמה רשומות יש:
  3. הריצו ping מ-PC0 ל-PC1.
  4. הריצו שוב show mac address-table. רשמו את הטבלה.
  5. נקו את הטבלה: clear mac address-table dynamic
  6. הריצו show שוב בלי לשלוח תעבורה. מה רואים?
  7. הריצו ping ואז show. מה השתנה?
  8. מצאו את כתובת ה-MAC של PC0 (Desktop → Command Prompt → ipconfig /all) והשוו לטבלה.

✅ רישום התוצאות

#מה למלאחישוב · הערות · ראיות (פלט פקודה)
1טבלה לפני ה-ping:
2טבלה אחרי ה-ping:
3טבלה מיד אחרי הניקוי:
4ה-OUI של PC0: מה זה אומר?

⚠ מלכודות ידועות — ומה עושים

המלכודתמה עושים
ערבוב בין כתובת MAC לכתובת IPמחזיקים את שתיהן זו לצד זו על הלוח לאורך כל השיעור: IP קבועה לאורך המסלול, MAC מתחלפת בכל קפיצה.
חושבים שהמתג מוגדר מראש עם הכתובותמנקים את הטבלה מול הכיתה ומראים שהיא נבנית מחדש רק אחרי שעוברת תעבורה.
קריאת הכתובת כמספר עשרונימזכירים שזה הקסדצימלי. שווה שתי דקות של תרגול המרה.

⭐ בונוס (+50 XP)

  • לחשב כמה כתובות MAC קיימות ולמה זה מספיק
  • לזהות יצרן לפי ה-OUI בכתובות שראו במעבדה
אישור המורה: ☐ שאלון היחידה ב-Moodle (100)☐ שיעורי הבית (30) · XP · תג: ☐ מכיר/ה את השטח · חתימה

הגרסה המודפסת של דף העבודה — בחוברת (PDF) בלשונית "למד".

מה מגישים

—

שם הקובץ: כיתה_שבוע02_שם-משפחה_שם-פרטי · לתיק העבודות: ‹שם›_ניתוב/

ה-XP של המפגש

על מהXPאיך
שאלון היחידה ב-Moodle100ציון השאלון × 1 (10–15 שאלות, 2 ניסיונות, הגבוה נספר)
שיעורי הבית30הוגש עד השיעור הבא — המורה מסמן 'הושלם'

סה"כ עד 130 XP. נרשם ב-Moodle אחרי שהמורה מאשר.

אבן הדרך לפרויקט — 735918

M1 · אפיון ארגוני ודרישות · עד 22/10/2026 (שבוע ~5)

אחרי היחידה הזו אתם יכולים:

  • לתאר את רשת הארגון: LAN/WAN, רכיבים, טופולוגיה

מה נכנס לספר/ל-pkt: פרק 'אודות החברה' ו'דרישות הארגון מהרשת' — 5 נק' שהמחזור הקודם הפסיד

מפת הדרכים המלאה לפרויקט

התגים של המפגש

מכיר/ה את השטחמכיר/ה את השטחמעבדת Ethernet/MAC (שבוע 3) ≥ 90% + שאלוני שבועות 1–2 ≥ 70%

הדרגות

מתלמד/ת · 0טכנאי/ת · 600טכנאי/ת בכיר/ה · 1500מנהל/ת רשת · 2600ארכיטקט/ית · 3800

הדרגה שלכם — ב-Moodle. ה-XP האישי פרטי; לוח ההישגים באתר מציג חוליות בלבד.

הפרק בסיפור

פרק 0 · קליטה בצוות — יום ראשון בכנרת-נט. סניף אחד בטבריה, 20 עובדים, ורשת שאף אחד לא תיעד. קודם מבינים איך רשת עובדת — ואז נוגעים בה.

לוח ההישגים · כל התגים · החוליות מפת הדרכים לפרויקט

קבצי היחידה

חוברת התלמיד (PDF)חוברת להדפסה שחור-לבן (PDF)מצגת PowerPointמצגת תמצית (12–15 שקופיות)מצגת HTML
שמות הקבצים (להעלאה לדרייב ולקישור מהאתר):
אתר התלמידים · כנרת-נט · מגמת תקשוב · CCNA4U.NET · שכבה יג תשפ"ז