[네트워크]물리 계층:데이터를 전기신호로 변환하기

I.물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조

1.전기신호

 

 OSI모델의 물리 계층은 데이터를 전기 신호로 변환한다. 전기 신호는 아날로그 신호와 데이터 신호가 있는데 아날로그 신호는 물결 모양, 디지털 신호는 막대 모양이다. 아날로그 신호는 전화 회선이나 라디오 방송에서 사용된다. 데이터가 전기 신호로 변화되는 과정을 살펴보면, 데이터 송신 측 컴퓨터가 전송하는 0과 1의 비트열 데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 수신 측 컴퓨터로 도착한다. 

 

2.랜 카드

 데이터 신호인 0과 1을 전기 신호로 변환하기 위해선 랜 카드가 필요하다. 0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜 카드는 0과 1을 전기 신호로 변환한다.

 

 

II.케이블의 종류와 구조

1.트위스트 페어 케이블

 

 전송 매체는 데이터가 흐르는 물리적인 선로다. 종류에는 크게 유선과 무선으로 나뉘고 유선에는 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등이 있고, 무선에는 라디오파, 마이크로파, 적외선 등이 있다. 트위스트 케이블은 UTP케이블과 STP 케이블이 있다. UTP 케이블은 구리 선 여덟개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 실드로 보호되어 있지 않은 케이블이다. 실드는 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것으로 외부로부터 발생하는 노이즈를 막는 역할을 한다. 한편 STP케이블은 두 개씩 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블로서 노이즈가 매우 적지만 비싸다. 보편적으로 UTP케이블을 사용한다.

 

 

 

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

 

2.다이렉트 케이블과 크로스 케이블

 랜 케이블은 다이렉트 케이블과 크로스 케이블 두 종류가 있다. 

 

다이렉트 케이블

 다이렉트 케이블은 구리 선 여덟 개를 같은 순서로 커넥터에 연결한 케이블이다. 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용한다.

 

크로스 케이블

크로스 케이블은 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용한다. 

 

III.리피터와 허브의 구조

1.리피터란

리피터는 과거에 사용했던 장비로서 일그러진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비다.

 

 

2.허브

 리피터 이외에 물리계층에서 동작하는 네트워크 장비로서 포트를 여러개 가지고 있다. 포트를 여러 개 가지고 있기 때문에 여러대의 컴퓨터를 연결 할 수 있으며 리피터와 마찬가지로 전기신호가 노이즈로 인해 영향을 받는 걸 해결한다. 즉 허브는 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능을 한다. 허브는 특정 포트로부터 데이터를 받으면 포트를 제외한 다른 모든 포트로도 받은 데이터를 전송하는 특징이 있다. 그래서 허브를 더미허브(dummy hub)라고 부르기도 한다.

허브

더미허브

 

IV.핵심키워드

1. 물리 계층(physical layer): OSI 모델의 최하위 계층으로, 데이터를 전송하기 위해 시스템 간의 물리적인 연결을 하고 전기 신호의 변환 및 제어하는 역할을 담당한다. 또한 전송 매체를 통해 데이터를 통신할 수 있는 전기적인 신호로 바꾸어 전송하는 일을 한다.
2. 전기 신호(electronic signal): 전기 신호는 전압이 일정 패턴으로 변하여 생기는 일련의 흐름으로 전압의 변화가 모여서 만들어진 신호다. 이런 전기 신호들은 주고받음으로써 네트워크에서 사진이나 문서 등을 주고받을 수 있다.
3. 디지털 신호(digital signal): 아날로그 신호와 대비되는 신호 형태로 아날로그 신호를 전류의 유무나 극성, 위상의 동일이나 반대 등 물리적 현상을 이용하여 컴퓨터가 인식하는 0 또는 1의 2진수에 대응시켜 나타내는 신호를 말한다.
4. 랜 카드(LAN card): 컴퓨터의 네트워크 연결 및 데이터 전송을 담당하며, '네트워크 카드' 또는 '네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)'라고도 불린다.
5. 케이블(cable): 전성을 뜻한다. 전달하는 신호나 사용되는 장소에 따라 여러 종류의 케이블이 있는데, 네트워크를 연결하는 케이블을 랜 케이블 또는 랜선이라고 한다.
6. 리피터(repeater):전기 신호를 전송할 때 전송하는 거리가 멀어지면 신호가 감쇠하는 성질이 있는데, 이때 감쇠된 전송 신호를  새롭게재생하여 다시 전달하는 신호 중계 장치를 리피터라고 한다.
7. 허브(hub): 랜을 구성할 때 한 사무실이나 가까운 거리에 있는 장비들을 케이블을 사용하여 연결하는 장치다.
8. 노이즈(noise): 데이터의 왜곡이나 분해로 인해 전송 매채에서 생기는 전자 신호다.

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출처:모두의 네트워크(저자:미즈쿠치 카츠야, 옮긴이:이승룡,출판사:길벗)