모두의 네트워크 Chap3 - 물리 계층

물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조

전기신호란?

OSI모델

응용 계층
전송 계층
네트워크 계층
데이터 링크 계층
물리 계층

0과 1로 이루어진 비트열을 전기신호로 변환하려면 OSI모델 계층 중 맨 아래 계층인 물리 계층의 기술이 필요하다. 컴퓨터는 0과 1만 이해할 수 있기에 네트워크를 통해 데이터를 주고 받을 때는 비트열을 전기 신호로 변환해야 한다.

전기 신호의 종류

1. 아날로그 신호 : 물결 모양
2. 디지털 신호 : 막대 모양

전기 신호 변환은 랜 카드를 통해 이루어진다. 컴퓨터는 데이터를 송수신 할 수 있도록 랜 카드가 메인보드에 포함되어있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜 카드를 가지고 있다.

케이블의 종류와 구조

트위스트 페어 케이블이란?

전송 매체는 데이터가 흐르는 물리적인 선로로 종류가 유선과 무선으로 나누어진다.

1. 유선 : 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등
2. 무선 : 라디오파, 마이크로파, 적외선 등

트위스트 페어 케이블의 종류에는 UTP(Unshielded Twist Pair)케이블과 STP(Shielded Twist Pair) 케이블이 있다.

• UTP : 구리 선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 실드(shield)로 보호되어 있지 않은 케이블이다. 실드는 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것으로 외부에서 발생하는 노이즈(noise)를 막는 역할을 한다. utp케이블은 실드로 보호되어 있지 않아 노이즈의 영향을 받기 쉽지만 저렴하기 때문에 일반적으로 많이 사용한다.
• STP : UTP케이블과 달리 두 개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블로 노이즈의 영향을 매우 적게 받지만 비싸기 때문에 보편적으로 사용하지 않는다.

트위스트 페어 케이블(UTP,STP)은 일반적으로 랜 케이블(Lan cable, 랜선)이라고 부른다. 보통 랜선이라는 용어를 더 많이 사용한다.

다이렉트 케이블과 크로스 케이블이란?

랜선은 다이렉트 케이블, 크로스 케이블 두가지 종류가 있다.

다이렉트 케이블은 구리 선 여덟 개를 같은 순서로 커넥터에 연결한 케이블이다.

크로스 케이블은 구리 선 여덟개 중 한쪽 커넥터의 연결되는 구리 선을 다른 쪽 커넥터에 연결한 케이블이다.

다이렉트 케이블이나 크로스 케이블 모두 실제로는 1,2,3,6번 구리 선을 사용하고 있고 8개 선 중 나머지 선 네개를 사용하지 않는다.

다이렉트 케이블은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용하고, 크로스 케이블은 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용한다.

리피터와 허브의 구조

리피터란?

물리계층에서 동작하는 네트워크 장비이다. 리피터는 전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비이다. 멀리있는 상대방과도 통신할 수 있도록 파형을 정상으로 만드는 기능을 한다. 하지만 요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 리피터를 쓸 필요가 없다.

허브란?

물리계층에서 동작하는 네트워크 장비이다. 허브는 포트(실제로 통신하는 통로)를 여러 개 가지고 있고 리피터 허브라고도 불린다. 리피터는 일대일 통신만 가능하지만, 허브는 포트를 여러 개 가지고 있어서 컴퓨터 여러 대와도 통신할 수 있다.

허브는 리피터와 마찬가지로 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능을 한다.

허브는 컴퓨터 여러대를 직접 연결하지 않아도 통신할 수 있게 한다. 하지만 어떤 특정 포트로부터 받은 데이터를 해당 포트를 제외한 나머지 모든 포트로도 받은 데이터를 전송하는 특징이 있다. 그래서 허브는 스스로 판단하지 않고, 전기 신호를 모든 포트로 보내서 더미허브(dummy hub)라는 이름으로 불린다.

이러한 단점을 보완하는 대책으로 나온 것이 스위치(switch)라고 하는 네트워크 장비이다.