주소 개념이 없는 물리 계층
물리 계층에는 주소 개념이 없다.
송신지를 특정할 수 있는 주소는 데이터 링크 계층부터 존재하는 개념이다. (ex MAC 주소)
물리 계층에서는 단지 호스트와 통신 매체 간의 연결과 통신 매체상의 송수신이 이루어질 뿐이다.
그렇기에 물리 계층의 네트워크 장비는 송수신되는 정보에 대한 어떠한 조작이나 판단을 하지 않는다.
NIC
통신 매체에는 전기, 빛 등 다양한 신호가 흐를 수 있다.
호스트가 이를 제대로 이해하려면 통신 매체를 통해 전달되는 신호와 컴퓨터가 이해할 수 있는 정보 간에 변환이 이루어져야 한다.
이때 호스트와 유무선 통신 매체를 연결하고 이러한 변환을 담당하는 네트워크 장비가 NIC이다.
호스트는 NIC가 있어야 네트워크에 참여할 수 있다.
NIC의 역할
NIC는 통신 매체에 흐르는 신호를 호스트가 이해하는 프레임으로 변환하거나 반대로 호스트가 이해하는 프레임을 통신 매체에 흐르는 신호로 변환한다.
NIC는 네트워크와의 연결점을 담당한다는 점에서 네트워크 인터페이스 역할을 수행한다고 한다.
허브
물리 계층의 허브는 여러 대의 호스트를 연결하는 장치이다.
리피터 허브라 부르기도 하고, 이더넷 허브라고도 부른다.
허브는 오늘날 인터넷 환경에서 잘 사용되지 않지만 허브가 가진 특징이 중요한 네트워크 개념을 내포하고 있어 많은 서적에서 설명한다.
전달받은 신호를 다른 모든 포트로 그대로 다시 내보낸다.
물리 계층에서는 주소 개념이 없기에 허브는 수신지를 특정할 수 없다.
따라서 신호를 받으면 송신지를 제외한 모든 포트에 그저 내보내기만 한다. (브로드캐스트)
허브를 통해 신호를 전달받은 모든 호스트는 데이터 링크 계층에서 패킷의 MAC 주소를 확인하고 자신과 관련 없는 주소는 폐기한다.
반이중 모드로 통신한다.
전송 방법에는 3가지 모드가 있다.
- 단방향
- 반이중
- 전이중
전송 모드는 연결된 장치 사이에서의 신호의 방향으로 결정된다.
단방향 모드는 통신이 단방향 또는 한 방향이다.
반이중 모드는 통신이 양방향이다. 하지만 통신 채널을 한 번에 사용하지 못하고 연결된 두 장치가 서로 번갈아 사용한다. (무전기처럼)
전이중 모드는 통신이 양방향이면서 연결된 두 장치가 동시에 송수신이 가능하다.
리피터
리피터는 전송하는 전기 신호가 감소하거나 왜곡되는 것을 방지하기 위해 전기 신호를 증폭시켜주는 장비이다.
리피터가 신호를 수신하여 신호를 증폭한 후 다음 구간으로 재전송한다.
전자기장 확산이나 케이블 손실로 인한 신호 감쇠를 보상해주기 때문에, 여러 대의 리피터를 사용해 신호를 먼 거리까지 전달하는 것이 가능하다.
리피터도 물리 계층의 장비이므로 신호에 대한 어떠한 판단이나 조작을 하지 않고, 그저 신호를 증폭시키기만 한다.
허브는 이러한 리피터의 기능을 포함하는 경우가 많다.
콜리전 도메인
허브는 반이중 통신을 지원한다고 했다.
한 호스트가 허브에 송신하는 동안 다른 호스트는 송신하고 싶은 것이 있어도 기다려야 한다.
그렇기에 동시에 허브에 신호를 송신하면 충돌(콜리전)이 발생하게 된다.
허브에 호스트가 많이 연결되어 있을수록 충돌 발생 가능성이 높아진다.
이렇게 충돌이 발생할 수 있는 영역을 콜리전 도메인이라고 하며, 허브에 연결된 모든 호스트는 같은 콜리전 도메인에 속한다.
CSMA/CD
CSMA/CD는 허브처럼 반이중 이더넷 네트워크에서 발생하는 충돌을 방지하는 대표적인 프로토콜이다.
CSMA/CD 프로토콜을 사용하는 반이중 이더넷 네트워크에서는 메시지를 보내기 전에
- 현재 네트워크상에서 전송 중인 것이 있는지 확인한다.
- 그리고 다른 호스트가 전송 중이지 않을 때 메시지를 전송하며
- 만일 부득이하게 다수의 호스트가 접근하여 충돌이 발생하면 임의의 시간만큼 대기한 후에 다시 전송한다.
NIC와 리피터에 대해 설명해주세요.
NIC와 리피터는 물리 계층에서 동작하는 네트워크 장치입니다.
NIC는 컴퓨터틀 네트워크에 연결해주는 하드웨어 장치입니다.
통신 매체에 흐르는 신호를 호스트가 이해하는 프레임으로 변환하거나 반대로 호스트가 이해하는 프레임을 통신 매체에 흐르는 신호로 변환합니다.
리피터는 회선에 흐르는 전기 신호를 증폭해주는 장치입니다.
회선에 흐르는 전기 신호는 전송 거리와 케이블에 따라 감쇠될 수 있기 때문입니다.
대부분의 네트워크 장비가 리피터의 역할을 내포하고 있습니다.
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