[모두의 네트워크] 물리 계층: 데이터를 전기 신호로 변환하기

길벗에서 나온 모두의 네트워크 책을 공부하고 개인적으로 정리하는 내용입니다. 네트워크 수업을 아직 듣지 않았고, 책에 있는 내용을 단순 정리하는것이라 틀린내용이 다수 있습니다. 

https://gomduribo.tistory.com/27

[모두의 네트워크] 네트워크의 기본규칙

이전 단원에서 OSI모델 구조에 대해서 공부를 했습니다.

 

전기신호

송신측 컴퓨터에서 0과 1의 비트열 데이터가 전기신호로 변환되어서 네트워크를 통해서 수신측 컴퓨터에 도착하고 도착한 전기신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원합니다. 

 

전기신호에는 두가지 종류가 있는데, 아날로그 신호와 디지털 신호가 있습니다. 두 신호의 차이의 밑에와 같이 파형에서 나타납니다. 

아날로그 신호와 디지털 신호

 

랜 카드

컴퓨터는 메인보드에 포함되어 있는 내장 랜 카드나 별도의 랜카드를 가지고 있어서 0과1을 전기신호로 변환할 수 있습니다. 

랜 카드

위의 사진처럼 생긴 랜카드가 존재하기 때문에 네트워크에서 데이터를 주고 받을 수 있습니다. OSI모델의 물리 계층에서는 이렇게 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고, 컴퓨터와 네트워크 장비간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 역할을 합니다. 

 

케이블의 종류과 구조

네트워크의 전송 매체는 데이터가 흐르는 물리적 선로로 유선과 무선으로 나뉜다고 합니다. 유선에는 트위스트 페어 케이블(랜 케이블), 광케이블이 있고, 무선에는 라디오파, 마이크로파, 적외선이 있습니다. 

이중에서 트위스트 페어 케이블(랜 케이블)에는 UTP 케이블과 STP 케이블이 있습니다. UTP 케이블은 금속 호일이나 매듭같은것(shield)로 보호되어있지 않은 케이블입니다. 실드로 보호되지 않기때문에 노이즈의 영향을 받기 쉽지만 저렴해서 많이 쓰인다고 합니다. STP 케이블은 반면 실드로 보호되어 노이즈의 영향을 적게 받지만 비싸서 잘 안쓰인다고 합니다. 

 

UTP 케이블, STP 케이블, RJ-45

 

또 이 랜케이블에는 다이렉트 케이블과 크로스 케이블이 있습니다. 다이렉트 케이블은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때, 크로스 케이블은 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할때 사용합니다. 

리피터와 허브

OSI 모델의 물리계층에서 동작하는 리피터와 허브에 대해서 알아보고자 합니다.

리피터(repeater)는 최근에는 사용을 거의 안하는 장비라고 합니다. 리피터는 일그러진 전기신호를 복원하고, 약해진 신호를 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계장비입니다.  

리피터(repeater)

허브(hub)는 리피터와 달리 여러개의 포트를 가지고 있어서 컴퓨터 여러대와도 통신을 할 수 있다고 합니다. 리피터와 마찬가지로 일그러진 전기신호를 복원하고, 약해진 신호를 증폭하는 기능을 가지고 있다고 합니다. 다만 허브는 특정 포트로 데이터를 받는다면 받은 데이터를 해당포트를 제외한 모든 포트로 전송하는 특징을 가집니다. 불필요한 데이터를 모든 컴퓨터로 전송할 수 있기에 더미 허브(Dummy hub)라는 이름으로 불리기도 한다고 합니다.

 

허브(hub)

따라서 이런 문제점을 해결하고자 나온것이 스위치(switch)라고 하는 네트워크 장비라고 합니다. 스위치에 대해서는 다음 단원에서 소개한다고해서 다음 글에서 정리하겠습니다.