📌 물리 계층(Physical Layer)과 데이터 링크 계층(Data Link Layer)
네트워크의 기본 구조를 이해하려면 OSI 7계층 모델을 알아야 하는데, 그중에서도 1계층(물리 계층)과 2계층(데이터 링크 계층)은 네트워크의 하드웨어적 요소와 관련이 깊다
1️⃣ 물리 계층 (Physical Layer)
네트워크에서 데이터를 전기 신호, 빛 신호, 무선 신호 등의 형태로 변환하여 전송하는 역할을 함.
✅ 주요 기능
• 데이터를 0과 1(비트, Bit) 형태로 변환하여 전송
• 전송 매체(케이블, 광섬유, 전파 등)를 통해 데이터 이동
• 전송 속도, 신호의 세기, 전압 수준, 주파수, 변조 방식 등 정의
• 네트워크 장비 간 물리적 연결(플러그, 커넥터, 케이블 등) 담당
✅ 대표적인 장비 & 기술
| 장비/기술 | 역할 |
|---|---|
| 허브(Hub) | 데이터를 연결된 모든 장치에 전달 (브로드캐스트 방식) |
| 리피터(Repeater) | 신호를 증폭하여 먼 거리까지 전달 |
| 모뎀(Modem) | 아날로그 ↔ 디지털 신호 변환 |
| 광섬유(Fiber Optic) | 빛을 이용한 초고속 데이터 전송 |
| 이더넷 케이블(Ethernet Cable) | 유선 네트워크에서 데이터 전송 |
| Wi-Fi, Bluetooth | 무선 네트워크 기술 |
✅ 데이터 전송 방식
• 단방향(Simplex): 한 방향으로만 데이터 전송 (TV 방송, 라디오)
• 반이중(Half-duplex): 양방향 전송 가능하지만 한 번에 한 방향만 가능 (무전기)
• 전이중(Full-duplex): 양방향 동시 전송 가능 (전화 통화)
2️⃣ 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)
물리 계층을 통해 전송된 데이터를 오류 없이 안정적으로 전달하는 역할을 함.
네트워크에서 MAC 주소를 이용해 장치 간 데이터 전송을 제어하고, 충돌을 방지함.
✅ 주요 기능
• 프레임(Frame) 단위로 데이터 전송
• MAC 주소를 이용한 장치 식별
• 오류 감지 및 재전송 기능
• 흐름 제어(Flow Control): 송신 속도가 너무 빠르면 조절
• 충돌 방지(Collision Handling)
• 네트워크를 논리적 링크(LAN, VLAN)로 분할하는 역할
✅ 대표적인 장비 & 기술
| 장비/기술 | 역할 |
|---|---|
| 스위치(Switch) | MAC 주소를 기반으로 데이터 전송 |
| 브리지(Bridge) | LAN을 분할하여 트래픽 제어 |
| MAC 주소(MAC Address) | 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 부여된 고유 주소 |
| ARP(Address Resolution Protocol) | IP 주소 ↔ MAC 주소 변환 |
| CSMA/CD (유선), CSMA/CA (무선) | 충돌 감지/회피 방식 |
✅ 데이터 링크 계층의 하위 계층
데이터 링크 계층은 두 개의 하위 계층으로 나뉨.
| 하위 계층 | 역할 |
|---|---|
| MAC (Media Access Control) 계층 | 장치 간 데이터 전송 제어 및 충돌 방지 |
| LLC (Logical Link Control) 계층 | 흐름 제어 및 오류 감지 |
✅ MAC 주소 vs IP 주소
| 구분 | MAC 주소 | IP 주소 |
|---|---|---|
| 역할 | 장치의 물리적 식별자 | 네트워크에서 위치 식별 |
| 형태 | 48비트 (예: 00:1A:2B:3C:4D:5E) | IPv4 (32비트), IPv6 (128비트) |
| 변경 여부 | 하드웨어에 고정됨 (변경 불가) | 네트워크에 따라 변경 가능 |
| 사용 계층 | 데이터 링크 계층 | 네트워크 계층 |
3️⃣ 물리 계층과 데이터 링크 계층 비교
| 구분 | 물리 계층 (1계층) | 데이터 링크 계층 (2계층) |
|---|---|---|
| 역할 | 신호를 변환하여 전송 | 신호를 데이터로 변환하여 안정적으로 전달 |
| 데이터 단위 | 비트(Bit) | 프레임(Frame) |
| 주요 장비 | 허브, 리피터, 모뎀, 케이블 | 스위치, 브리지, NIC |
| 주요 기술 | 전압, 주파수, 광섬유, 무선 | MAC 주소, CSMA/CD, ARP |
| 주요 기능 | 0과 1의 신호를 주고받음 | 오류 감지, MAC 주소 기반 데이터 전송 |
💡 정리
✅ 물리 계층(1계층): 데이터를 신호로 변환하여 전송하는 역할
✅ 데이터 링크 계층(2계층): MAC 주소를 이용하여 신뢰성 있게 데이터 전송
✅ 물리 계층은 비트(Bit) 단위, 데이터 링크 계층은 프레임(Frame) 단위로 데이터 처리
✅ 물리 계층의 장비: 허브, 리피터, 모뎀, 케이블
✅ 데이터 링크 계층의 장비: 스위치, 브리지, 네트워크 인터페이스 카드(NIC)
✅ MAC 주소 vs IP 주소: MAC 주소는 하드웨어 고유 주소, IP 주소는 네트워크에서 변경 가능
