Physical Layer
물리 계층(Physical Layer)은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호를 변환하는 계층입니다.
물리 계층의 역할
데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 전송됩니다.
전기 신호
0과 1만으로 이루어진 비트 열을 전기 신호로 변환하려면 OSI 모델의 맨 아래 계층인 물리 계층의 기술이 필요합니다.
전기 신호의 종류는 2가지가 있습니다.
- 아날로그 신호
물결 모양의 전기 신호, 전화 회선이나 라디오 방송에 사용 - 디지털 신호
막대 모양의 전기 신호
데이터 -> 전기 신호
- 데이터 송신 측 컴퓨터가 전송하는 0과 1의 비트 데이터가 전기 신호로 변환
- 네트워크를 통해 전기 신호로 전송
- 데이터 수신 측 컴퓨터에 도착, 데이터 수신 측 컴퓨터는 전기 신호를 0과 1의 비트 데이터로 복원
랜 카드
컴퓨터는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 랜 카드가 메인 보드에 포함되어 있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜카드를 가지고 있습니다.
0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜 카드는 0과 1을 전기 신호로 변환합니다.
네트워크 전송 매체
전송 매체란 데이터가 흐르는 물리적인 선로입니다. 유선과 무선으로 나누어지는데 유선은 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등이 있고 무선은 라디오파, 마이크로파, 적외선 등이 있습니다.
Twisted Pair Cable
트위스트 페어 케이블은 UTP 케이블과 STP 케이블로 나누어집니다.
- UTP 케이블
구리 선 8개를 2개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선입니다. 가격이 저렴하지만 실드로 보호되어 있지 않아 노이즈의 영향을 받기 쉽습니다. - STP 케이블
2개씩 꼬아 만든 전선입니다. 실드로 보호되어 노이즈의 영향을 매우 적게 받지만 가격이 비쌉니다.
다이렉트 케이블
구리 선 8개를 같은 순서로 연결한 케이블입니다. 컴퓨터와 스위치 연결에 사용됩니다. 나머지 네 개의 선은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용합니다.
크로스 케이블
구리 선 8개 중 한 커넥터의 1, 2번과 연결되는 구리선을 다른 커넥터의 3, 6번에 연결한 케이블입니다. 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용합니다.
컴퓨터 간에 직접 데이터를 보낼 때는 양쪽 컴퓨터 모두 1번과 2번을 사용합니다. 양쪽 컴퓨터에서 1번과 2번으로 데이터를 전송하면 데이터가 충돌하므로 크로스 케이블은 일부러 중간에 전선을 교차시켜서 송신 측과 수신 측이 올바르게 연결되도록 하고 있습니다.
네트워크 장비
Repeater
리피터(Repeater)는 일그러진 전기 신호를 복원하고 증픅하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비입니다. 장거리 통신이 가능하도록 파형을 정상으로 만드는 기능을 합니다. 하지만 최근 네트워크 장비가 리피터 기능을 제공하기 때문에 따로 리피터를 사용할 필요가 없어졌습니다.
Hub
포트(실제로 통신하는 통로)를 여러 개 가지고 있고 리피터 허브라고 불립니다. 허브는 포트를 여러 개 가지고 있어 다수의 컴퓨터와도 통신할 수 있습니다. 리피터와 마찬가지로 전기 신호를 복원하고 증폭하는 기능을 합니다. 다만, 컴퓨터끼리 직접 연결하지 않아도 통신이 가능하게 해주는 장비입니다.
특정 포트로부터 데이터를 받으면 그 포트를 제외한 나머지 포트로도 받은 데이터를 전송합니다. 이를 더미 허브(Dummy Hub)라고 부르기도 합니다. 이 문제점의 대책으로 나온 장비가 스위치(Switch)입니다.
