0과 1로만 이루어진 비트열을 네트워크를 통해 데이터를 주고 받을 때 전기신호로 변환하려면 OSI모델의 1계층인 물리 계층의 기술이 필요하다.
● 전기신호란?
전압이 일정 패턴으로 변하여 생기는 일련의 흐름으로 전압의 변화가 모여서 만들어진 신호다.
아날로그 신호 : 물결모양, 전화 회선이나 라디오 방송
디지털 신호 : 막대모양, 아날로그 신호를 전휴의 유무나 극성, 위상의 동일이나 반대 등 물리적 현상을 이용하여 컴퓨터가 인식하는 0또는 1의 2진수에 대응시켜 나타내는 신호
● 랜카드란?
0과 1을 전기신호로 변환하는건 랜 카드가 한다.
0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜카드로 전송되고 랜카드는 0과 1을 전기신호로 변환, 그래서 네트워크에서 데이터를 주고 받을 수 있는 것이다.
물리 계층 : 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결, 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층
● 케이블의 종류와 구조
전송 매체 : 데이터가 흐르는 물리적인 선로, 크게 두 종류가 있는데 유선과 무선이다.
트위스트 페어 케이블(랜 케이블)의 종류
▶ UTP케이블 : 구리선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 실드(shield)로 보호되어 있지 않음
가격이 저렴하고 노이즈 영향을 쉽게 받는다. (Unshielded Twist Pair)
▶ STP케이블 : 두 개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블
가격이 비싸고 노이즈 영향을 적게 받는다. (Shielded Twist Pair)
※ 실드 : 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것, 노이즈(noise)를 막는 역할
※ 노이즈 : 데이터의 왜곡이나 분해로 인해 전송 매체에서 생기는 전자 신호
랜 케이블의 양쪽 끝에는 RJ-45라는 커넥터가 붙어있다.
렌 케이블에는 종류에는 두 가지가 있다.
▶다이렉트 케이블 : 구리선 여덟 개를 같은 순서로 커넥터에 연결
다이렉트 케이블은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용한다.
▶크로스 케이블 : 구리선 여덟 개 중 한쪽 커넥터의 1번과 2번에 연결되는 구리선을 다른 쪽 커넥터의 3번과 6번에 연결
※ 두 케이블 모두 실제로 1,2,3,6번 구리선만 사용한다.
크로스 케이블은 컴퓨터간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용하는데, 컴퓨터와 컴퓨터를 직접 연결하므로 데이터를 보낼 때는 양쪽 컴퓨터 모두 1,2번 선을 사용한다. 그렇기 때문에 만약 다이렉트 케이블을 사용했다면 데이터가 충돌하기 때문에 크로스 케이블을 사용한다.
● 리피터와 허브의 구조
둘 다 물리 계층에서 동작하는 네트워크 장비
리피터는 전기 신호를 정형(일그러진 전기 신호를 복원)하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계장비다.
BUT, 요새는 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 잘 사용하지 않는다.
허브는 포트(실제로 통신하는 통로)를 여러 개 가진다. 리피터가 일대일 통신만 하는 반면에 허브는 포트가 여러개여서 컴퓨터 여러 대와도 통신할 수 있다.
허브는 리피터와 같이 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능을 한다.
ex) 컴퓨터 → 허브로 전기 신호를 보내는 동안 노이즈로 파형이 변할 수 있는데 변한 파형을 허브가 정상으로 되돌리는 기능을 한다.
허브는 컴퓨터 여러 대를 서로 연결하는 장치여서 직접 컴퓨터끼리 연결하지 않아도 통신 할 수 있게 도와준다.
BUT, 특정 포트로부터 데이터를 받는 다면 해당 포트를 제외한 나머지 포트로도 받은 데이터를 전송하는 특징이 있다.
이처럼 허브는 스스로 판단하지 않고, 전기 신호를 모든 포트로 보내기 때문에 더미 허브(dummy hub)라는 별명이 있다.
위와 같은 대책으로 나온 것이 스위치(switch)다.
사진 출처 - 모두의 네트워크
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