물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조에 대한 이해

물리 계층

물리 계층은 데이터를 전기 신호로 변환하기 위해 필요하다. 네트워크를 통해 데이터를 주고 받을때는 0과 1의 비트열을 전기 신호로 변환해야한다.

 

전기 신호의 종류에는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있다.

물결 모양의 전기 신호 : 아날로그 신호 (전화 회선이나 라디오 방송에 사용되는 신호)

 

데이터는 어떻게 전기 신호로 변환되는 것일까?
데이터 송신 측 컴퓨터가 전송하는 0과 1의 비트열 데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 수신 측 컴퓨터에 도착한다. 수신 측 컴퓨터에서는 전기 신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원한다.

 

그런데 0과 1을 어떻게 전기신호로 변환을 할까?
컴퓨터는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 랜 카드가 메인 보드에 포함되어 있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜 카드를 가지고 있다. 0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜 카드는 0과 1을 전기 신호로 변환한다. 결과적으로 랜 카드가 있어서 네트워크에서 데이터를 주고 받을 수 있다. 물리 계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층이다.

 

 

 

케이블의 종류와 구조

1) 전송매체란?

데이터가 흐르는 물리적인 선로이다.

• 유선: 트위스트 페어 케이블, 광케이블
• 무선: 라디오파, 마이크로파, 적외선

 

2) 트위스트 페어 케이블이란?

UTP 케이블, STP 케이블이 있다. 일반적으로 랜 케이블(LAN) 이라고 한다.

• UTP 케이블 : 구리 선 8개를 두개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 실드로 보호되어 있지 않은 케이블 (노이즈의 영향을 잘 받지만 값이 싸서 많이 사용)
• STP 케이블 : 두개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블 (노이즈의 영향을 매우 적게 받지만 비싸기 때문에 사용되지않음)

 

 

 

리피터와 허브의 구조

1) 리피터란?

전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비
통신하는 상대방이 멀리있을때 리피터를 사이에 넣는다.
멀리 있는 상대방과도 통신할 수 있도록 파형을 정상으로 만드는 기능을 한다.
하지만, 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 리피터를 쓸 필요가 없다.

 

2) 허브란?

물리 계층에서 동작하는 네트워크 장비 (리피터와 동일한 역할)
포트(실제로 통신하는 통로)를 여러개 가지고 있고 리피터 허브라고도 부른다.
리피터는 1:1 통신만 가능하지만, 허브는 포트를 여러개 가지고 있어서 컴퓨터 여러대와도 통신할 수 있다.

 

허브는 포트가 여러개 있어서 컴퓨터를 여러대 연결할 수 있다. 컴퓨터에서 보낸 전기 신호가 허브에 도착하는 동안 노이즈의 영향으로 파형이 변경될때가 있는데, 그럴때 파형을 정상적으로 되돌리는 역할을 한다. 허브는 컴퓨터 여러대를 서로 연결하는 장치이다. 어떤 특정 포트로부터 데이터를 받는다면 해당 포트를 제외한 나머지 모든 포트로도 받은 데이터를 전송하는 특징이 있다. 허브는 스스로 판단하지않고, 전기 신호를 모든 포트로 보내서 더미허브 라는 이름으로 불리기도한다.
-> 이런 단점을 해결한 것이 ‘스위치’이다.