2022. 1. 8. 17:31ㆍMajor`/컴퓨터 네트워크
물리 계층 (Physical Layer)
- 시스템 간의 물리매체를 통한 물리적 연결
- 상위 계층으로부터 내려오면서 만들어진 최종 Data를 전기 신호로 변환
- 0, 1로 이루어진 비트열을 전기적 특성을 통해서 전기 신호로 변환
- 디지털 신호(불연속) / 아날로그 신호(연속)
- 비트열 Data를 전기 신호로 바꿔주는 장치 : 랜 카드
랜 카드
- 컴퓨터는 보통 Network를 통해서 Data를 송수신할 수 있도록 내장형 랜 카드(메인보드에 포함)/별도의 랜 카드를 보유
- 이 랜 카드를 통해서 비트열 Data를 전기 신호로 변환
- 바뀐 전기신호 = 케이블을 통해서 전송
트위스트 페어 케이블 (Twisted Pair Cable)
- 가장 많이 사용되는 케이블
- UTP 케이블(Unshielded) / STP 케이블(Shielded) 2가지 케이블이 존재
- 일반적으로 2가지 케이블을 합쳐서 랜 케이블(LAN Cable)이라고 불린다
- 랜 케이블의 양쪽 끝에는 RJ-45라는 커넥터가 붙어 있다
UTP 케이블
Unshielded Twisted Pair Cable - 쉴드로 보호되어 있지 않은 구리 선 8개를 2개씩 꼬아 만든 4쌍의 전선
- 외부에서 발생하는 노이즈를 막는 쉴드가 없기 때문에 노이즈의 영향을 받기 쉽다
- 노이즈 : 케이블에 전기 신호가 흐를 때 발생
- 노이즈의 영향을 최대한 적게 받으려고 구리 선 2개를 꼬아서 만든다
- but 저렴하기 때문에 일반적으로 많이 사용
- 노이즈에 약하기 때문에 소규모 Network망을 구축할 때 주로 사용 (가정/사무용)
- 전송거리 ≒ 100m
- 용도에 따라 다이렉트(Direct) 케이블 / 크로스(Cross) 케이블로 구분
| UTP 케이블 분류 - By 데이터 전송 품질 | ||
| 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 |
STP 케이블
Shielded Twisted Pair Cable - 구리 선 8개를 2개씩 쉴드처리해서 꼬아 만든 전선
- 2중/3중으로 차폐되어 있어서 노이즈 방지에 탁월 + 데이터를 효과적으로 보호
- 쉴드가 존재하기 때문에 외부에서 발생하는 노이즈의 영향을 받지 않는다
- 전송거리 ≒ 150m
- UTP보다 가격이 비싸기 때문에 가격이 저렴한 UTP를 주로 사용
- 노이즈 방지 + 케이블이 차폐 되어 있기 때문에 옥외/고압전류가 흐르는 특수한 장소에서 사용
다이렉트 케이블 / 크로스 케이블
T568B
- 일반적으로 다이렉트 케이블에 사용되는 케이블
T568A
- T568B에서 1 ↔ 3, 2 ↔ 6위치를 바꾼 케이블
>> 실제로는 1,2,3,6번 구리선만 사용
다이렉트 케이블 (T568B : T568B)
- 서로 다른 계층에 있는 장비끼리 연결
- PC ↔ 스위치or허브 / 라우터 ↔ 스위치
- 스트레이트 케이블(Straight Cable)이라고도 쓰인다
크로스 케이블 (T568B : T568A)
- 서로 같은 계층에 있는 장비끼리 연결
- PC ↔ PC / 스위치 ↔ 허브
네트워크 장비
DCE (Data Circuit Equipment) / DTE (Data Termination Equipment)로 분류
DCE
- 리피터/허브처럼 신호를 증폭하거나 신호 분기 장치 → MID-X 연결포트 사용
- MID-X : 1, 2번 케이블로 수신 / 3, 6번 케이블로 송신
DTE
- 서버/PC/라우터처럼 프레임을 생성하는 장치 → MDI 연결포트 사용
- MDI : 1, 2번 케이블로 송신 / 3, 6번 케이블로 수신
A, B장치가 같은 MDI 규격의 케이블을 사용하고, 다이렉트 케이블까지 사용하면 서로 통신이 불가능
- 같은 그룹의 장치들 간에는 크로스 케이블로 연결해줘야 한다
서로 다른 그룹의 장치이고, 크로스 케이블로 연결하면 서로 통신이 불가능
- 다른 그룹의 장치들 간에는 다이렉트 케이블로 연결
리피터 (Repeater)
- 계층 1(물리 계층)에서 동작
- 일그러진 전기신호를 복원(정형)하고, 신호를 증폭하는 기능을 보유한 Network 중계 장비
- 상대방과 물리적 거리가 멀 때 사용
- 컴퓨터간에 일대일 통신만 가능하다
- 요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 쓸 일이 없다
허브 (Hub)
- 계층 1(물리 계층)에서 동작
- 포트(실제 통신 통로)를 여러 개 가지고 있고, 컴퓨터 여러대와 통신 가능
- 여러 대의 컴퓨터를 하나의 LAN에 연결
- 전기 신호를 정형하고 증폭
- Data를 한 번 보내면 연결된 모든 컴퓨터로 신호를 다 보낸다 (더미 허브)
- Collision Domain을 나눠주지 못하기 때문에, 한번에 하나의 장비만 Data를 보낼 수 있다
- 이를 해결하는 장비 : 스위치(Switch)
더미 허브 (Dummy Hub)
- 컴퓨터들을 연결해주는 일반적인 기능 보유
- 주소가 없기 때문에, Data를 한 번 보내면 연결된 모든 컴퓨터로 신호를 보낸다
- 데이터 송수신 시 충돌(Collision)이 일어나서 네트워킹 속도가 느려진다
- 이를 극복 : Switching Hub
스위칭 허브 (Switching Hub)
- L2계층의 장비인 스위치 기능 + Hub의 기능
- PC로부터 Data 신호를 받으면, MAC주소를 통해서 원하는 목적지로 전달
인텔리전트 허브 (Intelligent Hub)
- 허브 내에 CPU와 버퍼를 가지고 있어서 네트워크를 관리하는 시스템 역할을 할 수 있다
- 원활한 통신을 위해 충돌이 발생한 포트를 찾아서 강제로 분리 가능
- ata Packet 분석이 가능
스택커블 허브 (Stackable Hub)
- 여러 개의 Hub를 층으로 쌓아서 사용
- 효율적으로 데이터 처리
토큰링 허브 (Tokenring Hub)
- Network에서 정보를 주고받을 때 사용
- 하나의 토큰을 가진 PC만이 Network를 통해서 정보를 전송
- L2 계층 프로토콜 중 토큰링 기법을 사용
