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3장 물리 계층 : 데이터를 전기 신호로 변환하기

물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조

전기 신호

💡 네트워크를 통해 데이터를 주고받을 때 0과 1의 비트열을 전기 신호로 변환해야 한다.

아날로그 신호

물결 모양 전기 신호

  💡 자연상태의 정보이자 시간이 경과함에 따라 연속적으로 변해가는 신호

디지털 신호

막대 모양 전기 신호

💡 시간이 경과함에 따라 이산적인 값(0과 1)을 갖는 신호

데이터가 전기 신호로 변환되는 과정

1. 데이터 송신 측 컴퓨터가 전송하는 0과 1의 비트열 데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 수신 특 컴퓨터에 도착한다.

2. 수신 측 컴퓨터에서는 전기 신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원한다.

랜카드란?

0과 1은 어떻게 전기신호로 변환될까?

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 전송 → 랜 카드는 0과 1을 전기신호로 변환함

물리 계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비간에 전송되는 데이터를 전기신호로 변환하는 계층

케이블의 종류와 구조

전송매체

데이터가 흐르는 물리적인 선로

• 무선
• 유선

트위스트 페어 케이블 (LAN cable, 랜 케이블)

UTP 케이블

구리 선 여덟 개를 꼬아 만든 네 쌍의 전선.

• 실드로 보호되어 있지 않은 케이블이다.
• 노이즈 영향을 받지만 저렴하다.

STP 케이블

선 두 개씩 꼬아 만든 케이블

• 실드로 보호하는 케이블
• 가격이 비싸다

실드(shield)

💡 금속 호일이나 금속의 매듭과 같은 것으로 외부 노이즈를 막는 역할을 한다.

노이즈(noise)

💡 케이블에 전기 신호가 흐를 때 발생한다.

UTP 케이블 데이터 전송 품질

랜 케이블은 종류 별로 지원속도가 다르기 때문에 구매 할 땐 목적에 맞게 확인하고 구매해야 한다.

다이렉트 케이블과 크로스 케이블이란?

다이렉트 케이블

구리 선 여덟 개를 같은 순서로 커넥터에 연결한 케이블이다.

크로스 케이블

커넥터 1번과 2번에 연결되는 구리 선을 다른 쪽 커넥터의 3번 6번에 연결한 케이블 다이렉트 케이블 , 크로스 케이블 모두 실제로는 1번, 2번, 3번, 6번 구리선을 사용하고 있다.

다이렉트 케이블은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용하고, 크로스 케이블은 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용한다.

컴퓨터 간 같은 선으로 데이터를 송수신 하면 데이터 충돌이 일어나기 때문에 중간에 전선을 교차시켜 올바른 송수신 연결을 진행한다.

리피터와 허브의 구조

물리계층 네트워크 장비에는 리피터와 허브가 있다.

리피터란?

전기 신호를 정형(일그러진 전기신호 복원), 증폭하는 기능을 가진 네트워크

멀리 있는 상대방과 통신할 수 있도록 파형을 정상으로 만드는 기능을 한다

요즘은 네트워크 장비들이 리피터 기능을 가지고 있기 때문에 따로 사용하지 않는다.

허브란?

포트를 여러개 가지고 있고 리피터 허브라고도 부른다. 랜케이블을 사용하여 컴퓨터와 허브를 연결할 수 있다.

허브는 리피터차람 전기신호를 정형하고 증폭하는 기능을 한다.

컴퓨터에서 보낸 전기신호가 노이즈로 인해 파형이 변결 될 때 정상으로 돌리는 역할을 한다.

뿐만 아니라 컴퓨터끼리 연결하지 않아도 통신할 수 있게한다.

그러나 스스로 판단하지 않고 모든 컴퓨터로 데이터를 전송해 더미 허브라고도 불린다.