IT 기초 지식 도서 ③ [모두의 네트워크]

3. 물리 계층 : 데이터를 전기 신호로 변환하기

 

   * 물리 계층(Phisical Layer)이란?

        : OSI 모델의 최하위 계층

          데이터를 전송하기 위해 시스템 간의 물리적인 연결을 하고 전기 신호의 변화 및 제어하는 역할

          전송 매체를 통해 데이터를 통신할 수 있는 전기적인 신호로 바꾸어 전송

 

   * 전기 신호(Electronic Signal)란?

        : 전압이 일정 패턴으로 변하여 생기는 일련의 흐름으로 전압의 변화가 모여서 만들어진 신호

          네트워크를 통해 데이터 송·수신 시, 0과 1의 비트열을 전기 신호로 변환해야 함

          송신 측에서 0과 1의 집합을 전기 신호로 변환하여 전기 신호로 전송

          수신 측에서 전송된 전기 신호를 0과 1의 집합으로 복원

          물리 계층에서 컴퓨터와 네트워크 장비가 연결하여 네트워크 장비 간 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환

          - 아날로그 신호 : 물결 모양/전화 회선, 라디오 방송에 사용

          - 디지털 신호 : 막대 모양

                              아날로그 신호를 전류의 유무나 극성, 위상의 동일이나 반대 등 물리적 현상을

                              이용하여 컴퓨터가 인식하는 0 또는 1의 2진수에 대응시켜 나타내는 신호

 

   * 랜 카드(LAN card)란?

        : 컴퓨터의 네트워크 연결 및 데이터 전송

          네트워크 카드, 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)

          0과1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜 카드가 0과 1을 전기 신호로 변홤함

          - 내장형 랜 카드 : 메인 보드에 네트워크(랜) 기능이 탑재되어 있음

 

   * 네트워크 전송 매체란?

        : 데이터가 흐르는 물리적인 선로

          - 유선 : 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등

          - 무선 : 라디오파, 마이크로파, 적외선 등

 

   * 트위스트 페어 케이블(Twisted pair cable)이란?

        : 랜 케이블(LAN cable ; 랜 선)

         양 쪽 끝에 있는 RJ-45라는 커넥터로 컴퓨터에 연결

          - UTP(Unshielded Twist Pair ; 비차폐 연선) 케이블

                : 구리 선 8개를 2개씩 꼬아 만든 4쌍의 전선/실드(shield)로 보호되어 있지 않은 케이블

                  노이즈의 영향을 받기 쉽지만, 저렴함/일반적으로 많이 사용되는 케이블

 

[UTP 케이블의 분류]

분류	규격	속도
Cat3	10BASE-T	10Mbps
Cat5	100BASE-TX	100Mbps
Cat5e	1000BASE-T	1000Mbps
Cat6	1000BASE-TX	1000Mbps
Cat6a	10GBASE-T	10GMbps
Cat7	10GBASE-T	10GMbps

 

          - STP(Shielded Tiwist Pair ; 차폐 연선) 케이블

                : 2개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블

                  노이즈의 영향을 매우 적게 받지만, 가격이 비쌈

                         - 실드(shield) : 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것, 외부에서 발생하는 노이즈(noise) 방지하는 역할

           - 다이렉트 케이블 : 구리 선 8개를 같은 순서로 커넥터에 연결한 케이블

                                     컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용

                                     컴퓨터 간에 직접 데이터를 보낼 때, 1번과 2번 사용

                                    1번, 2번, 3번, 6번 구리선 사용

           - 크로스 케이블 : 구리 선 8개 중 한 쪽 커넥터의 1번과 2번에 연결된 구리 선을

                                  다른 쪽 커넥터의 3번과 6번에 연결한 케이블

                                  컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용 

                                  컴퓨터 간에 직접 데이터를 보낼 때, 1번과 2번 사용

                                  1번, 2번, 3번, 6번 구리선 사용

 

   * 리피터(Repeater)란?

        : 전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 신호 중계 장비

          과거, 먼거리의 상대와도 통신할 수 있도록 파형을 정상으로 만드는 기능함

          받은 데이터를 보내는 대상 뿐만 아니라 모든 포트에 전송함

 

   * 허브(Herb)란?

        : 포트(실제로 통신하는 통로)를 여러개 가지고 있음, 리피터 허브라고도 불림

          한 사무실이나 가까운 거리에 있는 장비들을 케이블로 연결하는 장치

          전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능

          받은 데이터를 보내는 대상 뿐만 아니라 모든 포트에 전송함

          스스로 판단하지 않고 전기 신호를 모든 포트로 보내 더미 허브(Dummy herb)라고도 불림

 

   * auto MDIX(auto Medium-Dependent Interface crossover)란?

        : 다이렉트 케이블과 크로스 케이블을 자동으로 판단하는 기능

          MDI와 MDI-X 연결 시, 다이렉트 케이블 사용

          MDI 끼리 혹은 MDI-X 끼리 연결 시, 크로스 케이블 사용

          최근. 케이블 배선 실수로 인한 통신 문제 해결을 위해 MDI와 MDI-X의 차이를 자동으로 판단하여

         연결 신호를 전환하는 기능을 가진 스위치나 허브 사용

          컴퓨터와 허브를 연결하거나 허브 간 연결 시, 케이블의 차이를 고려하지 않아도 됨

          - MDI(Media Dependant Interface) : 컴퓨터나 라우터의 인터페이스

          - MDI-X(Media Dependent Interface crossover) : 스위치나 허브의 인터페이스

 

   * 노이즈(Noise)란?

        : 데이터의 왜곡이나 분해로 인해 전송 매체에서 생기는 전자 신호

          

 

 

[출처_모두의 네트워크]