물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조
데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 전송된다. 전기 신호에 대해 알아보자.
전기 신호란?
네트워크 통신에서는 0과 1만 사용되는데, 데이터를 주고받을 때는 0과 1의 비트열을 전기 신호로 변환해야 한다.
전기 신호의 종류에는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있는데,
물결 모양 전기 신호를 아날로그 신호라고 한다.
아날로그 - 자연상태의 정보이자 시간이 경과함에 따라 연속적으로 변해가는 신호
막대 모양 전기 신호를 디지털 신호라고 한다.
디지털 - 시간이 경과함에 따라 이산적인 값(0과 1)을 갖는 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 전기 신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원한다.
랜 카드란?
Q. 0과 1을 어떻게 전기 신호로 변환할까?
A. 컴퓨터는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 랜 카드가 메인 보드에 포함되어 있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜 카드를 가지고 있는데,
0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜 카드는 0과 1을 전기 신호로 변환하는 것.
따라서 물리 계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층이다.
정리
- 전기 신호에는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있다.
- 아날로그 신호는 전화 회선이나 라디오 방송에 사용되는 신호다.
- 네트워크를 통해 상대방에게 데이터를 전송할 때 0과 1의 비트열은 전기 신호로 변환되어 전송된다. 상대방이 받은 전기 신호는 다시 0과 1의 비트열로 복원된다.
케이블의 종류와 구조
네트워크 전송 매체의 종류에는 유선과 무선이 있다. 이번엔 유선 전송 매체로 사용되는 네트워크 케이블 커넥터에 대해 알아보자.
트위스트 페어 케이블이란?
이번엔 네트워크의 전송 매체에 대해 알아볼 것이다.
Q. 전송 매체가 무엇?
A. 전송 매체는 데이터가 흐르는 물리적인 선로로, 종류가 크게 유선과 무선으로 나누어진다.
유선에는 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등등..
무선에는 라디오파, 마이크로파, 적외선 등등..
트위스트 페어 케이블에 대한 설명을 할 것이다.
먼저, 종류로는 UTP 케이블과 STP 케이블이 있다.
UTP케이블
- 구리 선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로, 실드(shield)로 보호되어 있지 않은 케이블
- 실드는 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것으로 외부에서 발생하는 노이즈(noise)를 막는 역할을 한다.
- 실드로 보호되어 있지 않아 노이즈의 영향을 받기 쉽지만, 저렴하기에 일반적으로 많이 사용된다.
STP 케이블
- 두 개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블
- 노이즈의 영향을 적게 받지만, 비싸기에 보편적으로 사용하지는 않는다.
트위스트 페어 케이블(UTP, STP)은 일반적으로 랜 케이블(랜 선)이라고 한다.
랜 케이블의 양쪽 끝에는 RJ-45라고 부르는 커넥터가 붙어 있다.
다이렉트 케이블과 크로스 케이블이란?
랜 케이블 종류에는 다이렉트 케이블과 크로스 케이블이 있다.
https://sengsung.tistory.com/39
정리
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트위스트 페어 케이블에는 UTP 케이블과 STP 케이블이 있다.
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UTP 케이블은 실드로 보호되어 있지 않아 노이즈의 영향을 쉽게 받는다.
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STP 케이블은 실드로 보호되어 있어 노이즈의 영향을 매우 적게 받는다.
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트위스트 페어 케이블은 일반적으로 랜 케이블이라고 부른다.
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랜 케이블은 통신 규격에 따라 몇가지 분류로 나눌 수 있다.
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랜 케이블의 양쪽 끝에는 RJ-45라는 커넥터가 있다.
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랜 케이블에는 다이렉트 케이블과 크로스 케이블이 있다.
리피터와 허브의 구조
물리 계층의 네트워크 장비에는 리피터와 허브가 있다. 그 특징을 알아보자.
리피터란?
리피터는 전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비다.
통신하는 상대방이 멀리 있을 때 리피터를 사이에 넣으면 멀리 있는 상대방과도 통신할 수 있도록 파형을 정상으로 만드는 기능을 한다. 하지만 요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 리피터를 쓸 필요가 없다.
허브란?
포트(실제로 통신하는 통로)를 여러 개 가지고 있고 리피터 허브라고도 부른다.
리피터는 일대일 통신만 가능하지만, 허브는 포트를 여러 개 가지고 있어서 컴퓨터 여러 대와도 통신할 수 있다.
허브는 리피터와 마찬가지로 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능을 한다. 컴퓨터에서 보낸 전기 신호가 허브에 도착하는 동안 노이즈의 영향으로 파형이 변결될 때가 있는데, 그럴 때 허브가 파형을 정상으로 되돌리는 기능을 한다.
하지만 허브는 어떤 특정 포트로부터 데이터를 받으면 해당 포트를 제외한 나머지 모든 포트로도 받은 데이터를 전송한다.
예를 들어 컴퓨터 A에서 컴퓨터 B로만 데이터를 보내려고 해도, 허브에 컴퓨터 (A, B, C, D)가 연결되어 있다면 컴퓨터 2뿐만 아니라 컴퓨터 (C, D)에도 불필요한 데이터가 전송되는 문제점이 있다. 이처럼 허브는 스스로 판단하지 않고, 전기 신호를 모든 포트로 보내서 더미 허브(dummy hub)라는 이름으로 불리기도 한다.
더미 허브 문제점의 대책으로 나온게 스위치(switch)라고 하는 네트워크 장비다.
정리
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리피터는 네트워크를 중계하기 위한 장비다.
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허브는 리피터 허브라고도 부른다.
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허브는 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능을 한다.
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리피터와 허브는 받은 데이터를 보내는 대상뿐만 아니라 모든 포트에 전송한다.
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허브는 스스로 판단할 수 없기 때문에 '더미 허브'라고도 부른다.
용어 정리
물리 계층(physical layer) : OSI 모델의 최하위 계층으로, 데이터를 전송하기 위해 시스템 간의 물리적인 연결을 하고 전기 신호의 변환 및 제어하는 역할을 담당한다. 또한 전송 매체를 통해 데이터를 통신할 수 있는 전기적인 신호로 바꾸어 전송하는 일을 한다.
전기 신호(electronic signal) : 전기 신호는 전압이 일정 패턴으로 변하여 생기는 일련의 흐름으로 전압의 변화가 모여서 만들어진 신호다. 이런 전기 신호들을 주고받음으로써 네트워크에서 사진이나 문서 등을 주고받을 수 있다.
디지털 신호(digital signal) : 아날로그 신호와 대비되는 신호 형태로 아날로그 신호를 전류의 유무나 극성, 위상의 동일이나 반대 등 물리적 현상을 이용하여 컴퓨터가 인식하는 0 또는 1의 2진수에 대응시켜 나타내는 신호를 말한다.
랜 카드(LAN card) : 컴퓨터의 네트워크 연결 및 데이터 전송을 담당하며(물리 계층에서 디지털 신호 0과 1을 전기 신호로 변환), '네트워크 카드' 또는 '네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)'라고도 불린다.
케이블(cable) : 전선을 뜻한다. 전달하는 신호나 사용되는 장소에 따라 여러 종료의 케이블이 있는데, 네트워크를 연결하는 케이블을 랜 케이블 또는 랜 선이라고 한다.
리피터(repeater) : 전기 신호를 전송할 때 전송하는 거리가 멀어지면 신호가 감쇠하는 성질이 있는데, 이때 감쇠된 전송 신호를 새롭게 재생하여 다시 전달하는 신호 중계 장치를 리피터라고 한다.
허브(hub) : 랜을 구성할 때 한 사무실이나 가까운 거리에 있는 장비들을 케이블을 사용하여 연결하는 장치다.
노이즈(noise, 잡음) : 데이터의 왜곡이나 분해로 인해 전송매체에서 생기는 전자 신호다.
출처
https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=brinson&logNo=220685789013
https://velog.io/@majaeh43/%EB%AA%A8%EB%91%90%EC%9D%98-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-in2fm866
