[모두의 네트워크] 03장. 물리계층 : 데이터를 전기 신호로 변환하기

물리 계층의 역할과 랜카드의 구조

물리 계층

OSI 7계층 중 최하위 1계층으로써 데이터를 전송하기 위해 시스템 간의 물리적인 연결을 하고 전기 신호의 변환 및 제어하는 역할을 담당. 네트워크를 통해 주고받는 0과 1만으로 이루어진 비트열 데이터를 전기 신호로 변환해줌. 즉, 전송 매체를 통해 데이터를 통신할 수 있는 전기적인 신호로 바꾸어 전송함. 전기 신호에는 디지털 신호와 아날로그 신호가 존재. 요악하자면 물리계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층.

 

전기 신호

전압이 일정 패턴으로 변하여 생기는 일련의 흐름으로 전압의 변화가 모여서 만들어진 신호. 전기 신호들을 주고 받음으로써 네트워크에서 사진이나 문서를 주고받음.

 

디지털 신호

아날로그 신호와 대비되는 신호 형태로 아날로그 신호를 전류의 유무나 극성, 위상의 동일이나 반대 등 물리적 현상을 이용하여 컴퓨터가 인식하는 0또는 1의 2진수에 대응시켜 나태는 신호.

 

아날로그 신호

자연계에 포함되어 있는 연속적인 파형의 비 주기 신호. 전화 회선이나 라디오 방송에 사용.

디지털 신호와 아날로그 신호

 

랜 카드

컴퓨터의 네트워크 연결 및 데이터 전송을 담당하며, 네트워크 카드 또는 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)라고 함. 보통 메인 보드에 포함되어 있음. 이 랜 카드에서 0과 1의 정보를 전기 신호로 변환.

 

케이블의 종류와 구조

전송 매체

데이터가 흐르는 물리적인 선로 로써 크게 유선과 무선이 존재. 유선에는 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등이 있고, 무선에는 라디오, 마이크로파, 적외선 등이 있음.

 

UTP 케이블 (Unshielded Twist Pair)

구리선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네쌍의 전선으로 쉴드로 보호되어 있지 않은 케이블. 실드로 보호되어 있지 않기에 노이즈의 영향을 받기 쉽지만 저렴함. 보편적.

 

STP 케이블 (Shielded Twist Pair)

두 개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블. 쉴드로 보호되어 있기에 노이즈의 영향을 적게 받지만 비쌈.

 

트위스트 페어 케이블 (Twisted Pari Cable)

유선 전송 매체로써 크게 UTP 케이블과 STP 케이블 두 종류가 있음. 일반적으로 랜 케이블, 랜 선이라고 함. 랜 케이블의 종류에는 다이렉트 케이블, 크로스 케이블이 존재.

 

다이렉트 케이블

다이렉트 케이블은 구리 선 여덟 개를 같은 순서로 커넥터에 연결한 케이블. 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용.

다이렉트 케이블

 

크로스 케이블

크로스 케이블은 구리 선 여덟 개를 엇갈리게 커넥터에 연결한 케이블. 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용.

크로스 케이블

 

리피터와 허브의 구조

리피터

전기 신호를 전송할 때 전송하는 거리가 멀어지면 신호가 감쇠하는 성질이 있는데, 이때 감쇠된 전송신호를 새롭게 재생하여 다시 전달 하는 신호 중계 장치. 상대방과 멀리 떨어져있을때 일그러진 전기 신호를 증폭하는 장비. 다만 요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원.

 

허브

랜을 구성할 때 한 사무실이나 가까운 거리에 있는 장비들을 케이블을 사용하여 연결하는 장치. 리피터 허브라고도 하며, 여러개의 포트를 이용하여 컴퓨터 여러대와 통신. 리피터와 마찬가지로 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능. 다만, 특정 포트로만 데이터를 전송해야하지만 모든 포트에 데이터를 전송하는 단점이 존재. 따라서 대책으로 스위치를 사용.

 

 

출처
https://m.blog.naver.com/roboholic84/220968631955
https://thankee.tistory.com/7
모두의 네트워크 - 길벗 출판, 미즈구치 카츠야 저

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