안녕하세요 미용실노마드입니다.
오늘은 네트워크를 이해하는 데 있어서 가장 기초적이고 필수적인 계층 중 하나인 물리 계층에 대해 알아보겠습니다. 물리 계층은 마치 네트워크의 DNA처럼 데이터가 실제로 전송되는 과정을 담당합니다. 이 계층은 말 그대로 물리적으로, 데이터를 전기적 신호로 변환하여 네트워크 매체를 통해 전송하는 역할을 수행합니다.
물리계층의 역할은 무엇일까요?
물리계층은 우리가 어떤 메시지를 전달할 때 실제 우편을 보내는 것과 비슷합니다. 우편은 우편물을 실제로 보내는 매체이고, 물리계층은 데이터를 실제로 보내는 매체입니다. 데이터(0과 1만으로 이뤄진 비트열)를 전기 신호로 변환하려면 맨 데이터를 실제로 보내는 물리 계층의 기술이 필요합니다. 물리계층에서는 0과 1로 이뤄진 데이터(비트열)를 전기 신호로 변환하여 송신하거나, 수신된 전기신호를 0과 1의 데이터(비트열)로 변환하여 데이터 링크 계층으로 전송하는 역할을 합니다. 즉 물리계층은 연결을 설정 및 종료하고 통신자원을 공유하는 수단을 제공하며 디지털에서 아날로그 또는 그 반대로 신호를 변환하는 역할을 합니다
물리계층에서 사용되는 기술이 무엇이 있을까요?
송신측 물리계층에서 송신할 데이터를 전기신호(아날로그 신호)로 변환하는 것을 Encoder라고 합니다.수신측 물리계층에서 전기신호(아날로그 신호)를 받아 데이터로 변환하는 것을 Decoder라고 합니다. 하드웨어인 LAN 카드의 PHY칩을 통해 데이터를 전기 신호로 변환하거나, 전기 신호를 데이터로 변환하는 작업이 이루어집니다. 실제 물리적인 전선(HW, 통신케이블), 리피터를 통해 전송합니다.
데이터는 전기적인 신호로 0과 의 비트열로 표현되며 ON, OFF의 전지석 신호 상태로 이루어져 있습니다. 이 계층은 전압, 허브, 네트워크 어댑터, 중계기 및 케이블 사양을 비롯해 사용된 모든 하드웨어의 물리적 및 전기적 특성을 정의합니다. OSI 모델에서 가장 복잡한 계층으로 간주된답니다.
허브(참고)
- OSI 7 계층 중에서 1 계층인 물리계층에서 동작하는 장치
- 랜을 구성할 때 사무실이나 가까운 거리에 있는 장비들을 케이블을 사용하여 연결하는 장치
- 크게 리피터와 멀티포트의 역할 제공
- 단순한 분재 중계기에 불과하며 IP를 할당하는 기능이 없고, 데이터 전송 대역을 분리하는 동작만 제공
- 특정 포트로만 데이터를 전송해야 하지만 모든 포트에 데이터를 전송하는 단점이 존재하여 과도한 트래픽을 유발하고 충돌 방생
- 따라서 단점을 극복할 수 있는 스위치(스위칭 허브) 필요
마무리
물리 계층은 네트워크의 기초를 이루는 중요한 계층입니다. 데이터의 전송을 실제로 담당하며, 데이터를 전기적 신호로 변환하여 전송하는 역할을 합니다. 물리 계층의 안정성과 신뢰성은 전체 네트워크의 안정성과 신뢰성에 큰 영향을 미치므로, 이를 유지하고 관리하는 것이 매우 중요합니다. 따라서 물리 계층은 네트워크의 가장 기초적이고 필수적인 부분으로서, 우리가 이를 잘 이해하고 관리하는 것이 중요합니다.