3장 물리 계층: 데이터를 전기 신호로 변환하기

우고·2020년 11월 10일
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네트워크

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9. 물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조

물리 계층에서는 데이터에 뭘 더 붙이지는 않고, 데이터를 전기 신호로 변환하는 일을 하는 계층이다. 데이터는 0과 1의 비트열로 되어있을텐데, 이걸 전기신호로 어떻게 바꿀까? 우리가 일반적으로 생각하는 라디오 등에 사용되는 전기신호는 물결형태인 반면에 디지털 신호는 위 아래로 왔다갔다하는 막대모양이다. 표현해야 하는게 0과 1밖에 없으니까 이렇게 하는 것 같다. 이 과정은 랜카드 안에서 일어난다. 책에서는 자세한 설명이 없어서 더 공부해봐야 알겠지만 0이면 off 1이면 on 이런식으로 전송하는게 아닐까 싶다. 수신 측에서는 반대로 이 전기신호를 0과 1로 복원한다.

한마디로 정리하자면 물리 계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 물리적으로 연결하고, 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층이라고 볼 수 있다.

10. 케이블의 종류와 구조

네트워크 전송매체는 크게 유선과 무선이 있다. 유선은 다양한 케이블(트위스트 페어 케이블, 광케이블)이 있고, 무선으로는 라디오파, 마이크로파, 적외선 등이 있다.

일단 유선 전송매체를 살펴보자. 가장 많이 사용되는 케이블이 트위스트 페어 케이블이다. 구리선 여덟개로 이루어져 있고 두개씩 꼬아져서 네쌍으로 이루어져 있다. 실드로 감싸고 있는지 여부로 UTP, STP 등으로 구분할 수도 있다(실드는 외부에서 발생하는 노이즈를 막는 역할을 한다. 구리선을 두 개씩 꼬아서 쓰는 이유도 노이즈의 영향을 적게 받기 위함. 이건 내부 노이즈에 대해서 말하는건가? 이 부분 아직 잘 모르겠음). 이 트위스트 페어 케이블이 바로 우리가 랜선이라고 말하는 그 케이블이다. 일반적으로 실드는 없지만 훨씬 싼 UTP를 사용한다.

이 랜선, 즉 트위스트 페어 케이블의 종류에는 다이렉트 케이블과 크로스 케이블이 있다. 아직은 왜인지 모르겠지만 구리선 여덟개 중 4,5,7,8번은 사용하지 않는다. 다이렉트 케이블은 구리선이 그 순서 그대로 연결된 케이블이다. 즉 랜선 한쪽 끝에서 보는 구리선 순서와 반대쪽 끝에서 보는 구리선 순서가 일치한다. 반대로 크로스 케이블은 1-3, 2-6, 3-1, 6-2 쌍으로 연결되어 있다(4,5,7,8은 그대로) 왜 이렇게 순서를 바꾸냐면 모든 컴퓨터는 1, 2번 선으로 데이터를 내보내기 때문. 만약 컴퓨터 간에 다이렉트 케이블을 사용한다면 양쪽에서 전부 1, 2,번으로 데이터를 전송할테니 충돌이 일어난다. 이 때 크로스 케이블을 사용하면 컴퓨터들은 그대로 1,2 번으로 데이터를 내보내고, 상대방은 3,6번으로 그 데이터를 받을 수 있다. 다이렉트 케이블은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용한다고 하는데 아직 스위치는 안배웠으므로 패스

11. 리피터와 허브의 구조

리피터와 허브는 둘 다 물리계층의 네트워크 장비이다. 리피터는 데이터가 케이블을 타고 오면서 거리가 멀어 신호의 세기가 약해지거나 노이즈 등의 영향을 받아 파형이 원본과 달라진 것을 다시 증폭, 정형하는 기능을 한다. 리피터는 일대일로만 작동하는데 지금은 리피터는 거의 사용하지 않고 리피터의 기능까지 가지고 있는 허브를 쓴다. 허브는 리피터와 다르게 한 케이블을 받아서 여러 포트로 출력할 수 있다. 생긴건 공유기와 거의 똑같은데 다른건지 같은건지 아직 잘 모르겠다. 그래서 허브를 리피터 허브라고 부를 때도 있다. 그리고 한가지 더 특징은 허브를 통해 허브에 연결된 컴퓨터끼리 통신할 수 있다는 것. 즉 컴퓨터1과 컴퓨터2가 따로 연결되어 있지 않더라도, 컴퓨터1이 허브로 데이터를 보내면 허브가 다른 컴퓨터들로 데이터를 전송해서 컴퓨터2가 받을 수 있다. 여기서 생기는 문제는 목표한 컴퓨터를 제외한 다른 연결된 기기들에도 다 데이터가 간다는 것. 허브는 그걸 판단하고 선별할 수 있는 능력이 없고 데이터가 들어온 컴퓨터 외에 나머지 컴퓨터에 전부 데이터를 전송한다. 이래서 더미 허브라고 부르기도 한다ㅠㅠ 귀엽. 이러면 불필요한 데이터가 전송되니 비효율적인데 스위치라는 네트워크 장비로 이걸 해결한다. 스위치가 자꾸 등장하는데 뭐하는 앤지 궁금하넹

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