NIC와 물리 계층 케이블
1. 네트워크 인터페이스 컨트롤러 (NIC)
NIC(Network Interface Controller)는 호스트(컴퓨터 등)와 네트워크를 연결하는 중간 다리 역할을 하는 하드웨어입니다.
다양한 형태와 종류가 존재하며, 네트워크 성능에 큰 영향을 미칩니다.
1.1. NIC의 역할
- 호스트 ↔ 네트워크 연결: NIC는 호스트와 물리적인 네트워크(케이블 또는 무선)를 연결합니다.
- 데이터 변환:
- 송신: 호스트의 디지털 데이터를 물리적인 네트워크 매체(전기, 빛, 전파 등)로 변환.
- 수신: 물리 매체를 통해 전달된 데이터를 호스트가 이해할 수 있는 디지털 데이터로 변환.
- MAC 주소 관리:
- NIC에는 고유한 MAC 주소가 부여되며, 이를 통해 네트워크에서 데이터를 송수신.
- 수신한 프레임의 MAC 주소를 확인하여, 자신과 관련 없는 데이터는 폐기하고, 자신과 관련된 데이터만 처리.
1.2. NIC의 형태
- 과거: 카드 형태 (PCI 슬롯에 장착).
- 현재: 대부분 메인보드에 내장 또는 USB 형태로 제공.
- 고성능 환경: 서버 등 고속 데이터 전송이 필요한 경우 별도의 고성능 NIC를 추가 장착.
1.3. NIC의 성능
- NIC의 지원 속도는 네트워크 성능에 큰 영향을 미침.
- 예: 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps 등 다양한 속도 지원.
- 고성능 NIC 필요성:
- 트래픽 처리량이 많은 서버에서는 고속 NIC를 사용하여 병목 현상 방지.
2. 물리 계층 케이블
2.1. 트위스티드 페어 케이블
- 구조:
- 내부에 구리선 쌍들이 꼬여 있는 형태.
- 꼬인 구조는 노이즈 감소와 신호 간섭 방지 역할.
- 커넥터: RJ-45 커넥터를 사용.
- 종류:
- UTP(Unshielded Twisted Pair): 차폐 없이 단순히 꼬여 있는 형태.
- STP(Shielded Twisted Pair): 꼬인 구리선이 차폐(Shield)로 감싸져 있어 노이즈에 강함.
- FTP(Foiled Twisted Pair): 구리선을 호일 차폐(Foil)로 감싼 형태.
- S/FTP: 케이블 외부를 브레이드 실드로 감싸고, 내부 구리선은 호일로 감싸는 형태.
2.1.1. 트위스티드 페어 케이블의 실드 분류
- 외부 실드와 내부 구리선 실드 여부에 따라 분류:
S/FTP: 외부는 브레이드 실드, 내부는 호일 실드.SF/FTP: 외부를 브레이드와 호일 실드로 이중 차폐.UTP: 실드 없음.
- 표기 방법:
- 케이블 외부에 명시되어 있음.
2.1.2. 트위스티드 페어 케이블의 카테고리
- 케이블의 성능과 지원 규격을 나타냄.
- 예: Cat 5, Cat 5e, Cat 6, Cat 6a, Cat 7 등.
- 카테고리 높을수록: 대역폭 증가, 속도 향상, 더 최신의 이더넷 규격 지원.
2.2. 광섬유 케이블
- 구조:
- 빛을 통해 신호를 전달하는 케이블.
- 내부에 여러 개의 광섬유(Fiber)가 존재.
- 코어(Core): 빛이 실제로 이동하는 부분.
- 클래딩(Cladding): 코어를 감싸며, 빛이 코어 내부에 갇히도록 반사.
- 특징:
- 고속 데이터 전송 가능.
- 장거리 전송에 적합.
- 노이즈에 강함.
2.2.1. 광섬유 케이블의 종류
- 싱글모드(Single-Mode Fiber, SMF)
- 코어 지름: 8~10마이크로미터.
- 빛이 직진하며 이동 → 신호 손실 적음.
- 장거리 전송에 적합.
- 일반적으로 장파장 빛을 사용.
- 멀티모드(Multi-Mode Fiber, MMF)
- 코어 지름: 약 50~62.5마이크로미터.
- 빛이 여러 경로로 이동 → 신호 손실 비교적 큼.
- 단거리 전송에 적합.
- 일반적으로 단파장 빛을 사용.
2.2.2. 광섬유 케이블의 색상 구분
- 싱글모드: 노란색 또는 파란색.
- 멀티모드: 오렌지색 또는 아쿠아색.
정리 및 실무 팁
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NIC
- 네트워크 성능에 영향을 미치는 중요한 하드웨어.
- 고성능 NIC가 필요한 경우에는 별도로 추가 장착.
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트위스티드 페어 케이블
- 실드와 카테고리에 따라 성능과 용도가 달라짐.
- 일반적으로 UTP, STP, FTP로 분류.
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광섬유 케이블
- 데이터 전송 속도와 거리 측면에서 뛰어나지만, 비용이 높고 트위스티드 페어 케이블보다 적게 사용됨.
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개발자 실무 팁
- 자신의 장비와 환경에 적합한 NIC와 케이블을 선택하는 것이 중요.
- 네트워크 성능 저하가 발생할 경우 NIC 속도와 케이블 상태를 확인.
다음 강의에서는 네트워크 구성과 성능에 대해 다루겠습니다. NIC와 케이블에 대한 지식을 기반으로 네트워크 최적화 방법을 이해할 수 있을 것입니다.
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