네트워크 3 : 물리 계층

OSI 7 Layer의 1계층인 물리 계층에 대해 알아보자.

 

 

 

물리 계층(Physical Layer)은 데이터를 전송하기 위해 시스템 간의 물리적인 연결을 하고 전기 신호의 변환 및 제어하는 역할을 담당한다.

 

물리 계층에서는 아날로그 신호가 아닌 디지털 신호를 사용한다.

디지털 신호는 0과 1로만 이루어져 있고, 송신측은 데이터를 0과 1의 비트열 데이터 형식으로 전송한다.

 

랜 카드란?

메인 보드에 내장되어 있거나 별도로 부착되어 0과 1의 정보를 전기 신호로 변환하는 역할을 수행한다.

랜 카드를 통해 디지털 신호는 전기신호로 변환되어 수신 측으로 전송되고, 수신측은 전기신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원되는 것이다.

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전송 매체란?

 

데이터가 흐르는 물리적인 선로로, 유선과 무선이 있다.

 

유선에는 트위스트 페어 케이블(twisted pair cable), 광 케이블 등이 있다.

무선에는 라디오파, 마이크로파, 적외선 등이 있다.

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가장 많이 사용되는 트위스트 페어 케이블에는 UTP 케이블과 STP 케이블이 있다.

 

UTP 케이블 (unshielded twist pair)

구리선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 실드(shield)로 보호되어 있지 않은 케이블이다.

 

이 때, 실드는 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것으로 외부의 노이즈를 막는 역할을 한다.

 

따라서 UTP 케이블은 노이즈의 영향을 받지만, 저렴하기 때문에 많이 사용된다.

 

STP 케이블 (shielded twist pair)

실드로 보호하여 노이즈의 영향은 적게 받지만 비싸기 때문에 보편적으로 사용되지는 않는다.

 

이러한 두 가지 트위스트 페어 케이블을 랜 케이블(LAN cable, 랜 선)이라고 부르기도 한다.

 

랜 케이블 양쪽 끝에는 RJ-45 라는 커넥터가 있다.

이 커넥터를 랜 포트나 네트워크 기기에 연결한다.

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랜 케이블은 다이렉트 케이블과 크로스 케이블로 두 종류로 나뉜다.

 

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

컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용한다.

 

크로스 케이블은 한쪽 커넥터의 1번과 2번에 연결되는 구리 선을 다른 쪽 커넥터의 3번과 6번에 연결한 케이블이다.

컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용한다.

두 케이블은 모두 1번, 2번, 3번, 6번 구리선을 사용하고, 나머지는 사용하지 않는다.

 

 

auto MDIX

다이렉트 케이블과 크로스 케이블을 자동으로 판단하는 기능이다.

 

컴퓨터나 라우터의 인터페이스는 MDI (Media Dependent Interface)라고 한다.

스위치나 허브의 인터페이스는 MDI-X (Media Dependent Interface crossover)라고 한다.

 

최근에는 스위치나 허브에서 사용된다.

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리피터란?

전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능을 하는 네트워크 중계 장비이다.

멀리 있는 상대와 통신하기 위해 파형을 정상적으로 만드는 기능을 한다.

하지만 최근 다른 장비들이 이 기능을 지원하기 때문에 이젠 잘 사용하지 않는다.

허브란?

포트를 여러 개 가지고 있어서 여러 컴퓨터와 통신할 수 있도록 하는 네트워크 장비이다.

 

전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능도 수행하기 때문에, 리피터 허브라고 불리기도 한다.

 

허브에 연결된 컴퓨터가 데이터를 전송하면, 전송 대상이 아니더라도 허브에 연결된 모든 컴퓨터에 데이터가 전송된다.

이 때문에, 더미 허브(dummy hub)라고 불리기도 한다.

이런 불편함을 해소하기 위해 만든 것이 다음 장에서 설명할 스위치이다.

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본 글은 책 [모두의 네트워크 - 미즈구치 카츠야] 을 참고하여 작성되었습니다. 

모두의 네트워크