1. 물리 계층의 역할과 랜 구조
* 전기 신호
- OSI 모델의 1계층인 물리 계층은 0과 1만으로 이루어진 비트열을 전기 신호로 변환한다.
- 전기 신호의 종류에는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있다.
- 아날로그 신호는 물결 모양이며, 전화회선이나 라디오 방송에 사용된다.
- 디지털 신호는 막대모양이다. 비트열을 위와 같이 바꿔서 네트워크를 통해 전송하고, 수신 측 컴퓨터는 이를 다시 0과 1의 비트열 데이터로 변환한다.
* 랜카드
- 컴퓨터는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 랜 카드가 메인보드에 포함되어 있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜 카드를 가지고 있다.
2. 케이블의 종류와 구조
* 트위스트 페어 케이블
- 전송매체 : 데이터가 흐르는 물리적인 선로로 유선과 무선으로 나뉜다.
- 유선에는 트위스트 페어케이블, 광케이블 등이 있다.
- 무선에는 라디오파, 마이크로파, 적외선 등이 있다.
- 트위스트 페어케이블이 보편적이며 UTP(Unsheilded Twist Pair)케이블과 STP(Shielded Twist Pair)케이블로 나뉜다.
- UTP케이블 : 구리선 8개를 2개씩 꼬아 네 쌍의 전선으로 만든 케이블이다. 노이즈를 막아주는 실드가 없어 저렴하다.
- STP케이블 : 꼬아 만든 선을 실드로 보호한 케이블이며, 노이즈의 영향을 적게 받지만 비싸다.
- 노이즈는 케이블에 전기 신호가 흐를 때 발생하여 전기 신호의 형태가 왜곡되도록 한다. 이를 방지하기 위해 구리 선 두 개씩을 꼬아서 케이블을 만든다.
- UTP케이블은 데이터 전송 품질에 따라 다음과 같이 분류 된다.
| CAT.5 | CAT.5E | CAT.6 | CAT.6E | CAT.7 | |
| 전송속도 | 100Mbps | 1Gbps | 1Gbps | 10Gbps | 10Gbps |
| 대역폭 | 100MHz | 100MHz | 250MGz | 500MHz | 600MHz |
| 규격 | 100BASE-TX | 1000BASE-T | 1000BASE-TX | 10G BASE | 10G BASE |
- 네트워크에 비례해 알맞는 케이블을 사용하는 것이 바람직하며, 현 시점(2021년)에서 기가인터넷을 사용하는 가정이 많다. 따라서 CAT.5E가 보편적이며, 실제 가정에서 이 이상을 사용할 일은 거의 없다.
- 참고로 1Gbps 는 1초당 1GB(기가바이트)의 전송속도를 의미하는 것이 아니다. 1Gbps 는 1Gb(기가비트) per sec을 의미하며 1초당 128MB의 전송속도를 의미한다.
- 트위스트 페어케이블은 일반적으로 랜 선이라는 용어로 더 많이 사용한다.
- 랜 선 양쪽 끝에는 RJ-45라고 부르는 흔히 우리가 아는 커넥터가 붙어 있다. 이를 컴퓨터의 랜 포트나 네트워크 기기에 연결하게 된다.
* 다이렉트케이블과 크로스 케이블
- 랜 선은 다이렉트케이블과 크로스 케이블로 나눌 수 있다.
- 다이렉트 케이블은 구리선 8개를 같은 순서로 커넥터에 연결시키며, 주로 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용한다.
- 크로스케이블은 구리선 8개 중 한 쪽 커넥터의 1, 2번에 연결되는 구리선을 다른 쪽의 3, 6번과 연결한다.
- 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블을 연결할 때 사용할 수 있다.
- MDI 규격은 1,2번이 송신, 3,6번이 수신이지만 MDI-X의 경우 1,2번이 수신, 3,6번이 송신이므로 참고하자.
- 결과적으로 다이렉트와 크로스 모두 실제로는 1, 2, 3, 6번 구리선만을 사용한다.
* auto MDIX(Medium-Dependent Interface crossover)
- 다이렉트 케이블과 크로스 케이블을 자동으로 판단하는 기능이다.
- MDI(Media Dependent Interface) : 컴퓨터나 라우터의 인터페이스
- MDI-X(Media Dependent Interface crossover) : 스위치나 허브의 인터페이스
- 일반적으로 MDI와 MDI-X를 연결할 때는 다이랙트케이블을 사용하고 MDI끼리나 MDI-X끼리 서로 연결할 때에는 크로스 케이블을 사용한다.
- 최근에는 MDI와 MDI-X차이를 자동으로 판단하여 연결 신호를 전환하는 기능을 가진 스위치나 허브를 사용하므로 케이블의 차이를 고려하지 않아도 된다.
- 결과적으로 우리가 흔히 사용하는 공유기는 알아서 신호를 바꿔주는 기능이 내장되어 있으므로 크게 신경쓰지 않아도 된다.
3. 리피터와 허브
- 물리계층의 네트워크 장비에는 리피터와 허브가 있다.
* 리피터
- 일그러지고 약해진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계 장비이다.
- 멀리 있는 상대방과도 통신할 수 있도록 파형을 정상으로 만든다.
- 최근에는 다른 장비가 리피터 기능을 지원하므로 거의 쓸 일이 없다.
* 허브
- 통신 통로인 포트를 여러 개 가지고 있고 리피터 허브라고도 불린다.
- 리피터는 일대일 통신만 가능하지만 허브는 포트가 여러 개 이므로 여러 대와 통신할 수 있다.
- 주로 가까운 거리에 있는 장비들을 케이블을 사용해 연결하는 장치이다.
- 허브도 리피터와 마찬가지로 전기신호를 정형하고 증폭시킨다.
- 허브는 한 포트로부터 특정 포트에 데이터를 전송하려하면 해당 포트를 제외한 나머지 포트도 모두 데이터를 전송 받는다. 즉 바보다.(Dummy Hub)
- 허브가 위처럼 스스로 판단을 하지 못해서 등장한 네트워크 장비가 스위치이다.
참고
모두의 네트워크
10일 만에 배우는 네트워크 기초
www.gilbut.co.kr
기가 인터넷의 실제 의미 (128MB)
기가 인터넷의 의미 1초에 1기가를 전송한다는 기가 인터넷은 위 안내에서 볼 수 있는 것처럼 1초에 1Gbit(기가비트)를 전송할 수 있다는 뜻이다. 그리고 1기가비트는 128MB 를 의미한다. 결론: 기
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