[모두의 네트워크] 3장 물리 계층 : 데이터를 전기 신호로 변환하기

09. 물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조

OSI모델의 1계층인 물리 계층에 대해 알아본다.

0과 1만으로 이루어진 비트열을 전기 신호로 변환하려면 물리 계층의 기술이 필요하다.

 

네트워크를 통해 데이터를 주고받을 때는 0과 1이 비트열을 전기신호로 변환해야한다.

- 전기신호의 종류

1. 아날로그 신호 : 물결 모양 전기 신호 ex.전화회신, 라디어 방송

2. 디지털 신호: 막대 모양 전기 신호

- 데이터가 어떻게 전기 신호로 변환될까?

데이터 송신 측 컴퓨터가 전송하는 0과 1의 비트열 데이터는

전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 수신 측 컴퓨터에 도착한다.

수신 측 컴퓨터는 전기신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원한다.

 

0과 1을 어떻게 전기 신호로 변환하는 걸까?

컴퓨터는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록

랜 카드가 메인 보드에 포함되어 있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜카드를 가지고 있다.

0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜카드는 0과 1을 전기 신호로 변환하는 것이다.

랜 카드가 있어서 네트워크에서 데이터를 주고 받는 거고
물리계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고
컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층이다.

 

10. 케이블의 종류와 구조

- 네트워크 전송 매체의 종류 

* 전송매체 : 데이터가 흐르는 물리적인 선로

1. 유선 : 트위스트 페어 케이블, 광케이블

2. 무선 : 라디오파, 마이크로파, 적외선

트위스트 페어 케이블(UTP, STP) = 랜케이블

- 종류 

* 실드 : 금속호일이나 금속의 매듭과 같은 것으로 외부에서 발생하는 노이즈를 막는 역할

1. UTP케이블

구리 선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 실드로 보호되어 있지 않음

노이즈의 영향을 받기 쉽지만 저렴해서 일반적으로 많이 사용되는 케이블

2. STP케이블

두 개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블

노이즈의 영향을 매우 적게 받지만 비싸서 보편적으로 사용되지 않음

* 노이즈는 언제 발생하고 어떤 영향을 줄까?

케이블에 전기 신호가 흐를 때 발생하는데 노이즈를 받으면 전기 신호의 형태가 왜곡된다.

 

- 랜 케이블의 양쪽 끝에는 RG-45라고 부르는 커넥터가 붙어 있다.

이 커넥터를 컴퓨터의 랜 포트나 네트워크 기기에 연결하는 것이다.

 

- 랜케이블의 종류

1. 다이렉트 케이블

구리 선 여덟 개를 같은 순서로 커넥터에 연결한 케이블

컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용

2. 크로스 케이블

구리 선 여덟 개 중 한쪽 커넥터의 1번과 2번에 연결되는 구리 선을 다른 쪽 커넥터의 3번과 6번에 ㅇ녀결한 케이블

컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용

일부러 중간에 전선을 교차시켜서 송신 측과 수신 측이 올바르게 연결되도록 한다.

-> 둘 다 모두 실제로는 1번, 2번, 3번, 6번 구리 선을 사용하고 있다. 

 

11. 리피터와 허브의 구조

물리 계층의 네트워크 장비 = 리피터, 허브

 

- 리피터

전기 신호가 일그러 졌으면 복원하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비

통신하는 상대방이 멀리 있을 때 리피터를 사이에 넣음

하지만 요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원해서 쓸 필요 없다.

일대일 통신만 가능

 

- 허브 = 리피터 허브 = 더미 허브

포트(실제로 통신하는 통로)를 여러 개 가지고 있다.

포트를 여러 개 가지고 있어서 컴푸터 여러 대와도 통신 가능

허브

랜케이블을 사용하여 컴퓨터와 허브를 연결 할 수 있다.

허브도 리피터와 마찬가지로 전기 신호가 일그러 졌으면 복원하고 증폭하는 기능을 한다.

 

또한 컴퓨터 여러 대를 서로 연결하는 장치이기도 하다.

하지만 어떤 특정 포트로부터 데이터를 받아서 해당 포트를 제외한 나머지 포트로도 받은 데이터를 전송하는 특징이 있다.

허브는 스스로 판단하지 않고 전기 신호를 모든 포트로 보내서 더미 허브라고 부르기도 한다.

 

그 대책으로 나온 것이 스위치이다.