전파와 주파수
- 전파(radio wave)
- 무선 통신의 기반
- 약 3kHz 부터 3THz 사이의 진동수를 갖는 전자기파
- 눈에 보이지 않는 전자기파의 일종
- 기기들이 주고받는 정보들은 눈에 보이지 않는 전파의 형태를 띠고 있다.
- 무선 통신 기기가 사용하는 전파는 대부분 인위적으로 생성되고 관측 되지만 자연적으로 생성되고 관측됨
- 많은 기기가 전파를 통해 통신한다면, 서로 다른 전파 신호가 같은 공간에 혼재
- 서로 다른 전파 신호를 구분할 수 있는 방법이 필요
- 통신에서 사용되는 전파에는 ‘주파수 대역’이 미리 정해져 있다.
- 방송용 주파수, 위성 통신용 주파수, 항공/해양 통신을 위한 주파수
- 우연히 할당된 주파수 대역과 겹친다면 통신 중 잡음이 발생할 수 있다.
와이파이와 802.11
- 오늘날 LAN 환경에서의 무선 통신은 IEEE 802.11로 표준화되어 있고, 802.11b, 802.11g 처럼 숫자 802.11 뒤의 알파벳으로 다양한 규격을 표현
- IEEE 802.11 버전에 따라 사용되는 주파수뿐만 아니라 전송 속도, 대역폭, 전송 가능한 거리, 변조 방식 등 많은 것이 달라짐
- 와이파이는 각 세대가 있고, 각 세대는 각기 다른 IEEE 802.11 표준 규격을 준수
- 와이파이는 일종의 인증 마크 역할
2.4GHz 와이파이 vs 5GHz 와이파이
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5GHz 와이파이는 2.4GHz 와이파이에 비해 일반적으로 송수신 속도가 빠르지만, 2.4GHz 와이파이에 비해 장애물의 영향을 크게 받는다.
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주파수의 회절성
- 회절성이란 파동이 장애물이나 좁은 틈을 통과할 때, 파동이 그 뒤편까지 전파되는 현상
- 2.4GHz 와이파이처럼 상대적으로 낮은 주파수는 회절성이 좋지만, 5GHz 와이파이처럼 주파수가 상대적으로 높으면 회절성이 저하
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와이파이 공유기와 여러분의 기기 사이에 벽과 장애물이 많으면 5GHz 와이파이 신호는 금방 약해짐
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같은 주파수 대역을 사용하는 네트워크라 할지라도 별개의 무선 네트워크들이 존재할 수 있음
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2.4GHz, 5GHz 주파수 대역은 채널(channel)이라 불리는 하위 주파수 대역으로 또 한 번 세분화되고, 해당 채널 대역에서 통신이 이루어짐
- 통신 주파수 대역을 채널로 간주
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채널에는 번호가 할당
- 각 포물선은 주파수 대역에 따른 채널
- 포물선 상단에 표시된 번호는 채널 번호
- 동일한 2.4GHz 혹은 5GHz 대역의 네트워크를 이용할지라도 세부적인 주파수는 채널에 따라 달라진다
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채널은 일반적으로 자동으로 설정되지만, 수동으로 설정할 수도 있다.
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같은 공간에서 같은 대역의 서로 다른 네트워크를 구성하거나 이용할 때는 가급적 간섭을 일으키지 않는 채널을 이용하는 것이 좋다.
- 1, 6, 11번 채널은 주파수가 서로 중첩되지 않는다.
- 간섭이 많은 채널이 설정된 경우 이는 성능 저하의 주 원인이 될 수 있다.
- 1, 2, 3번 채널을 이용하면 신호가 중첩될 여지가 많아 간섭이 자주 발생하고, 원활한 통신이 어려워질 수 있다.
AP와 서비스 셋
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무선 네트워크를 생성하기 위해서는 무선 액세스 포인트(이하 AP)라는 네트워크 장비가 필요
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AP(Access Point): 무선 통신 기기들을 연결하여 무선 네트워크를 구성하는 장치
- 유선 연결 매체를 연결할 수 있는 지점이 함께 제공되어 유선 네트워크와 무선 네트워크의 연결을 담당하는 역할도 수행할 수 있음
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무선 LAN의 기기들은 AP를 경유해 인터넷에 접속하거나 서로 메시지를 주고받을 수 있음
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AP는 무선 LAN에서 통신을 중개하는 역할
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AP를 경유하여 통신이 이루어지는 무선 네트워크 통신 방식을 인프라스트럭처 모드(infrastructure mode)
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오늘날 많은 무선 LAN이 AP가 중개하는 인프라스트럭처 모드로 동작
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무선 네트워크를 이루는 AP와 여러 장치들의 집합을 서비스 셋이라 부름
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같은 서비스 셋에 속한 장치들은 같은 무선 네트워크에 속한다.
- 각기 다른 서비스 셋을 구분할 수 있는 수단
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서비스 셋 식별자(SSID: Service Set Identifier): 무선 네트워크를 지칭하는 고유한 이름
- 와이파이의 이름
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하나의 AP로 구성된 무선 LAN을 BSS(Basic Service Set)
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여러 AP로 구성된 무선 LAN을 ESS(Extended Service Set)
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AP는 외부에 자신의 존재를 지속해서 알려야 한다.
- AP가 자신의 존재를 알리지 않는다면 호스트는 연결 가능한 무선 네트워크가 존재한다는 사실조차 알 수 없을 것
- AP는 불특정 다수 모두에게 자신을 알리는 브로드캐스트 메시지를 주기적으로 전송
- 이 브로드 캐스트 메시지를 비컨 프레임(beacon frame)
- 비컨 프레임 안에는 SSID와 AP의 MAC 주소 등이 포함
