Network

11 . 1계층 ( 물리 계층 : 전기, 기계적인 부분의 전송을 실시한다. ) 의 역할과 개요

 

 - 송신측의 데이터는 파이프를 지나서 수신처에 도착한다.

   파이프는 통신 매체로써 1계층은 통신 매체에 데이터를 보내는 것과 그 데이터가 지나는 것에 대한 순서와 규칙이다.

   통신 매란 케이블을 말하는 데, 이 케이블에 대한 규칙도 1계층에 정해져 있다.

 

 - 데이터는 신호의 형태로 케이블을 지나간다. ( 컴퓨터 같은 기기끼리 연결하는 ' 케이블 ' + 데이터인 ' 신호 ' )

   => 케이블이 연결되어 있는 기기에 신호를 전달하는 것이 1계층의 역할이다!!

        => 1계층의 역할을 통해서 수신처에 데이터를 전달할 수 있게 된다

             => 2계층 부터 상위 계층은 ' 데이터를 보내기 전에 어떤 것을 할지 ',

                  ' 데이터가 도달한 뒤에 어떤 것을 할 지 ' 생각하는 것!

 

※ ' 데이터를 전달 ' 하는 일 => 1계층의 역할

※ ' 데이터를 전달하기 전 ' 과 ' 전달한 후 '의 역할은 2계층 이상의 역할!

 

11-1. 케이블

 

 - 케이블 === 통신 매체 

   신호가 지나는 '파이프 ' 역할을 하는 것이 통신 매체 이다.

 

● 케이블의 종류

 

1. 유선

 유선의 종류

 1 .1 전기 신호를 사용하는 동선

       UTP ( Unshielded: 보호되지 않는 Twist Pair cable )

        - 두개가 한 쌍인 동선 네 쌍으로 이루어져 있는 케이블

 1 .2 광신호를 사용하는 광바이퍼

       광바이퍼는 신호의 안정과 통신속도에선 뛰어나지만 굽히기 어려워 UTP 가 대부분 사용 된다.

 

2. 무선

 

컴퓨터 == 데이터 ==> 케이블 == 인터페이스 ==> 컴퓨터

※ 인터페이스의 역할

 - 컴퓨터가 보내고 싶은 데이터를 케이블에 맞는 신호로 변환해서 케이블로 보내고

   케이블에서 보내온 신호를 컴퓨터에서 사용하는 데이터로 변환하는 기계!!

Ex) LAN 전용 케이블에 접속하기 위한 NIC(Network Interface Card) 가 대표적이다. 
(LAN 카드, LAN 포트 로도 불린다.)

Ex2) WAN의 경우에는 WAN 용 케이블과 LAN 케이블을 연결하는 신호 변환기인 DCE(Data Circuit terminating Equipment: 회선종단기기)를 사용한다. 
이는 대부분의 가정용 컴퓨터들이 기본적으로 NIC를 가지고 있기 때문이다.

 

1계층의 역할은 케이블이 연결되어 있는 기계에 신호를 전달하는 것이다.
1계층의 역할에 의해 상대에게 데이터가 전달된다.
통신 매체에는 유선과 무선이 있고 유선에는 동선 UTP와 광바이퍼가 있다.

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12. 신호와 충돌

복습 : 1계층은 수신처 기기에 ' 데이터 '인 신호를 보내는 역할을 한다. 1계층은 통신 매체와 신호이다.

         => 1계층이 신호를 보내고 2계층 이상은 신호를 보내기 위한 순서와 신호가 도달한 후의 순서를 정한다.

 

※ 인터페이스

 - 인터페이스는 비트 ( 데이터 )를 신호로, 신호를 비트 ( 데이터 )로 변환해주는 기기이다.

 

12 - 1. 신호

 - 신호는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있다.

아날로그 신호 : 파장

디지털 신호 : ON / OFF Ex ) Bit ON === 1 OFF === 0 => 비트는 표현하기 쉬운 디지털 신호로 사용됨.

 

 - 신호의 형태와 전송 방법에 따라 통신 속도가 결정된다.

   통신 속도는 일반적으로 1초 동안 전해지는 비트수로 결정된다. ( 단위 : bps Bit Per Second )

 

12 - 2 신호에 발생하는 문제

1. 신호의 감쇠

 - 동선에 전기신호를 보내는 데 동선에는 저항이 있다.

   그렇기 때문에 긴 케이블을 지나는 동안 신호가 약해지고 신호의 진폭이 약해지면 읽는 데 문제가 생길 수 있다.

 - 이를 막기 위해 장거리 운반의 경우 중간에 약해진 신호를 복구하는 ' 증폭 '처리 기계를 설치한다.

 

2. 노이즈 / 간섭

 - 전기 신호가 어떤 원인에 의해 무너져버리는 것.

 원인 : 케이블 근처에 있는 큰 전원이나 고운 물체, 다른 케이블의 근접, 번개나 무선 등의 전자파 등이 있다.

 - 노이즈 / 간섭을 막기 위해 실드 처리를 한다. Ex ) 노이즈 방지 케이블

 

3. 충돌

 - 멀티 액세스 네트워크 등에서 일어나느 문제로써 신호가 보내지는 도중 다른 신호를 보내는 경우 발생한다.

   충돌이 발생하면 전기 신호가 뒤섞이게 되는 데, 충돌은 신호의 진폭이 붕괴되는 현상이다.

 - 이를 막기 위해 ' 신호를 보내는 타이밍을 서로 엇갈리게 하는 방법 ' ' 신호가 지나가는 길을 나누는 방법 '을 사용함.

 

비트를 신호로 바꾸어 케이블에 보냄으로써 상대에게 데이터를 전달한다.
신호의 형태나 전송 방법에 의해 통신 속도가 정해진다.
신호는 감쇠, 노이즈 / 간섭, 충돌 등의 문제가 발생한다.

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13. 허브

복습 : 1계층은 ' 신호 ' 와 ' 케이블 ' 이라는 두 가지 기본요소로 이루어져 있고 거기에서 어떻게 데이터를 송수신 할지

         생각하는 것이었다.

 

 - 허브에 케이블로 연결되어 있는 기기는 동일 케이블에 연결되어 있는 것하고 같은 취급을 받는다.

  Ex ) 허브의 케이블에 4개의 포트가 있으면 4대의 기기를 연결 할 수 있다.

 

※ 허브의 기능

1. 신호의 증폭과 재생이다. 감쇠에 의해 붕괴된 신호를 본래의 형태로 증폭 재생 하는 기능이다.

2. 복수의 기기를 연결해서 네트워크를 구축하는 기능

  => 허브에 케이블을 연결함으로써 하나의 케이블에 연결되어 있는 것과 동일한 취급을 받는다.

       => 허브에 연결되어 있는 기기끼리 신호를 주고 받을 수 있게 된다.

 

※ 연속 접속 ( Cascade: 작은 폭포  Connection )

 - 허브에 허브를 연결함으로써 모두 연결되어 있게 취급한다.

 

13 - 1 충돌 도메인 

 - 허브는 수신한 신소에 대해 증폭과 재생 이외의 어떤 제어도 실시하지 않는다.

● 플러딩 ( Flooding ) Flood : 홍수 쇄도 폭주

 - 수신한 포트 이외의 모든 포트에 수신한 신호를 송신하는 것 => 들어온 전기 신호가 모든 출구를 통해 나감.

 ==> 이를 통해 허브에 연결되어 있는 기기가 동시에 신호를 보내게 되면 충돌이 일어날 수 있다.

 

● 충돌 도메인 ( Collision Domain: 범위 )

 - 충돌 도메인 내에 있는 컴퓨터가 신호를 동시에 송신하면 충돌이 발생할 가능성이 생긴다.

   => 허브로 연결되어 있는 범위 === 충돌 도메인

 So 출동 도메인은 작게 하면 좋다.

허브는 신호의 증폭과 재생을 수행하고 다수의 컴퓨터를 연결한다.
허브는 신호의 증폭과 재생 이외의 제어는 하지 않으며 플러딩을 한다.
충돌 도메인은 작아야 한다.

 

하루 3분 네트워크 교실