מהי כתובת רשת?

בואו נתחיל בבעיה שנראית בלתי אפשרית: לאינטרנט יש מיליארדי מכשירים. כל נתב צריך לדעת לאן לשלוח מנות. אם נתבים היו שומרים מסלולים לכל מכשיר בנפרד, טבלאות הניתוב היו גדולות באופן בלתי אפשרי, החיפושים איטיים באופן בלתי אפשרי, והאינטרנט פשוט לא יכול היה לתפקד.

כתובות רשת פותרות את זה. במקום לעקוב אחר כל מכשיר, נתבים עוקבים אחר רשתות — קבוצות של מכשירים שחולקים קידומת כתובת משותפת. רשומת ניתוב יחידה עבור 192.168.1.0/24 מכסה 254 מכשירים אפשריים. הנתב לא אכפת לו ממכשיר .100 או ממכשיר .200. הוא פשוט יודע כיצד להגיע לרשת שבה שניהם נמצאים.

שלוש רשומות ניתוב. מיליוני מארחים שניתן להגיע אליהם. זה הסוד.

שני חלקי כל כתובת IP

כל כתובת IP מכילה שני פיסי מידע:

• חלק הרשת — מזהה לאיזו רשת-משנה שייך המכשיר
• חלק המארח — מזהה את המכשיר הספציפי בתוך אותה רשת-משנה

חשבו על זה כמו כתובת רחוב. ל-"רחוב הרצל 123" יש שני חלקים: שם הרחוב מזהה את השכונה, והמספר מזהה את הבית הספציפי. ב-192.168.1.100:

• חלק הרשת (192.168.1) מזהה את רשת-המשנה
• חלק המארח (100) מזהה את המכשיר

כתובת הרשת היא מה שמתקבל כאשר מאפסים את כל סיביות המארח. זוהי הכתובת הראשונה בטווח רשת-המשנה — 192.168.1.0 במקרה זה. כתובת זו שמורה לייצוג הרשת עצמה. אף מכשיר לא מקבל אותה.

היכן מתרחשת ההפרדה

מסיכת רשת-המשנה קובעת את קו ההפרדה בין סיביות הרשת לסיביות המארח:

כתובת IP:     192.168.1.100
מסיכת רשת:   255.255.255.0  (/24)
כתובת רשת:   192.168.1.0
כתובת מארח:  100

ה-/24 פירושו שה-24 סיביות הראשונות מזהות את הרשת. 8 הסיביות הנותרות יכולות להשתנות עבור מארחים בודדים. זה 2^8 - 2 = 254 כתובות שמישות. (אנחנו מאבדים שתיים: אחת לכתובת הרשת, ואחת לכתובת ה-broadcast בסוף הטווח.)

גדלי רשת-משנה שונים מחלקים את המרחב בצורה שונה:

ה-/30 מעניין — רק שתי כתובות שמישות. מושלם לקישור נקודה-לנקודה בין שני נתבים שאין בו צורך בדבר נוסף.

מה שכתובות רשת מאפשרות

כאשר מכשיר בכתובת 192.168.5.50 שולח נתונים אל 10.20.30.40, הנה מה שקורה:

1. המכשיר משווה את היעד עם הרשת שלו (192.168.5.0/24)
2. רשת שונה — שולח לשער ברירת המחדל
3. הנתב מחפש את רשת היעד בטבלת הניתוב שלו
4. הוא מעביר את המנה לכיוון אותה רשת
5. זה חוזר על עצמו עד שהמנה מגיעה לרשת היעד
6. הנתב האחרון מעביר אותה למארח .40

בכל שלב, ההחלטות מבוססות על כתובות רשת, לא על מארחים בודדים. טבלת הנתב עשויה להיראות כך:

יעד              שער            ממשק
192.168.1.0/24   מקומי          eth0
10.0.0.0/8       10.10.10.1     eth1
0.0.0.0/0        203.0.113.1    eth2 (ברירת מחדל)

שלוש רשומות המכסות מיליוני יעדים אפשריים.

זה גם מאפשר סיכום מסלולים. אם יש לכם ארבע רשתות — 192.168.0.0/24 עד 192.168.3.0/24 — ניתן לפרסם אותן כמסלול יחיד: 192.168.0.0/22. רשומה אחת במקום ארבע. טבלאות קטנות יותר, חיפושים מהירים יותר, ניתוב יציב יותר כאשר רשתות-משנה בודדות מתחילות להבהב.

וזה יוצר היררכיה. ניתן לחלק מרחב IP בצורה לוגית:

רשת ארגונית: 10.0.0.0/16
├── בניין A במטה: 10.0.0.0/22
├── בניין B במטה: 10.0.4.0/22
├── סניף מרוחק 1: 10.0.8.0/23
├── סניף מרוחק 2: 10.0.10.0/23
└── חווה שרתים: 10.0.12.0/22

לכל הקצאה יש כתובת רשת משלה. קל לנתב, לנהל ולאבטח.

הגבולות

כתובות רשת פועלות לצד כתובות broadcast כדי להגדיר את גבולות רשת-המשנה:

• כתובת הרשת — הכתובת הראשונה בטווח (למשל, 192.168.1.0)
• כתובת broadcast — הכתובת האחרונה בטווח (למשל, 192.168.1.255)
• כתובות שמישות — כל מה שביניהן

כתובת הרשת היא השאלה שכל מנה שואלת: "האם אתה אחד מאיתנו?" אותה רשת — מתקשרים ישירות. רשת שונה — פונים לנתב לעזרה.

אי-הבנות נפוצות

"כתובת הרשת היא הנתב"

לא. לנתבים יש לעתים קרובות כתובות כמו .1 (קרוב לתחילת הטווח), אך כתובת הרשת עצמה (.0 ב-/24) אינה מוקצית לאף מכשיר. אי אפשר להשתמש בכתובת הרשת עבור מכשיר. זה כמו לנסות לגור בשלט הרחוב.

"כתובות רשת חשובות רק לרשתות גדולות"

אפילו רשת הבית שלכם משתמשת בהן. הנתב שלכם קובע מה מקומי ומה צריך לעבור לספק שירותי האינטרנט (ISP) שלכם — והכל על סמך כתובות רשת. לכל רשת, לא משנה כמה קטנה, יש אחת.

חישוב כתובות רשת

כדי למצוא את כתובת הרשת מכל IP ומסיכת רשת-משנה, מבצעים פעולת AND סיבי (bitwise AND):

כתובת IP:    192.168.5.175  (11000000.10101000.00000101.10101111)
מסיכת רשת:  /26            (11111111.11111111.11111111.11000000)
כתובת רשת:  192.168.5.128  (11000000.10101000.00000101.10000000)

כתובת הרשת היא 192.168.5.128. הטווח השמיש הוא .129 עד .190, כאשר .191 היא כתובת ה-broadcast.

בדרך כלל לא מחשבים זאת ידנית — כלים מטפלים בכך:

# Linux/macOS
ip addr show

# Windows
ipconfig /all

אך הבנת המנגנון עוזרת לכם לתכנן רשתות, לאבחן בעיות ניתוב, ולהבין מדוע כתובות מסוימות לא יכולות להתקיים יחד באותה רשת-משנה.

נקודות מפתח

• לכל כתובת IP יש שני חלקים: חלק הרשת (איזו רשת-משנה) וחלק המארח (איזה מכשיר)
• כתובת הרשת היא הכתובת הראשונה ברשת-משנה, שמורה לזיהוי הרשת — אף מכשיר אינו משתמש בה
• מסיכת רשת-המשנה קובעת היכן מסתיים חלק הרשת ומתחיל חלק המארח
• נתבים מקבלים החלטות העברה בהתבסס על כתובות רשת, מה שמאפשר לאינטרנט לפעול בקנה מידה
• אותה כתובת רשת — תקשורת מקומית. כתובת רשת שונה — מנתבים דרך שער

שאלות נפוצות על כתובות רשת

מה קורה אם אנסה להקצות את כתובת הרשת למכשיר?

רוב המערכות ידחו זאת או יתנהגו בצורה בלתי צפויה. כתובת הרשת שמורה לייצוג רשת-המשנה בטבלאות ניתוב. הקצאתה למכשיר היא כמו להציב בית במקום שבו אמור להיות שלט הרחוב — תוכנית הכתובות מתמוטטת.

כיצד אמצא את כתובת הרשת של החיבור הנוכחי שלי?

ב-Linux או macOS הריצו ip addr show או ifconfig. ב-Windows הריצו ipconfig /all. חפשו את כתובת ה-IP ואת מסיכת רשת-המשנה שלכם. כתובת הרשת היא ה-IP שלכם עם סיביות המארח מאופסות — עבור רשת-משנה /24, זוהי בדרך כלל הכתובת .0.

מדוע אנחנו מאבדים שתי כתובות מכל רשת-משנה?

הכתובת הראשונה (כתובת הרשת) מזהה את רשת-המשנה עצמה. הכתובת האחרונה (כתובת broadcast) משמשת לשליחת מנות לכל המארחים ברשת-המשנה. אף אחת לא ניתנת להקצאה למכשיר, כך שלרשת-משנה /24 עם 256 כתובות סה"כ יש רק 254 שמישות.

האם שני מכשירים ברשתות-משנה שונות יכולים לתקשר ללא נתב?

לא. מכשירים משתמשים בכתובת הרשת כדי לקבוע אם יעד הוא מקומי. אם ליעד יש כתובת רשת שונה, המנה חייבת לעבור דרך נתב — גם אם המכשירים מחוברים פיזית לאותו כבל.

מקורות

• TCP/IP addressing and subnetting | Microsoft Learn
• Configure IP Addresses and Unique Subnets for New Users | Cisco