과제 : 물리 계층이란?

물리 계층이란?
OSI 7계층 중 물리 계층에 대해 조사해주세요.

물리 계층 (Physical Layer)

 

물리 계층은 OSI 7계층 중 가장 하위 계층으로, 시스템 간의 물리적 연결과 데이터 전송을 담당합니다. 주로 데이터를 전기 신호로 변환하여 전송하며, 네트워크의 기반을 이루는 역할을 합니다.

 

 

물리 계층에서의 주요 역할

 

1. 데이터의 전기 신호 변환: 컴퓨터의 데이터(0과 1로 구성된 비트)를 전기 신호로 변환하여 전송합니다.

   디지털 신호 → 아날로그신호

2. 신호 전송 및 복원: 변환된 전기 신호를 물리적 경로를 통해 목적지로 전달하고, 수신된 신호를 다시 데이터로 복원합니다.

  아날로그신호  → 디지털 신호

3. 전송 매체 관리: 데이터를 전달하는 물리적 선로(케이블, 무선 신호 등)를 관리합니다.

 

주요 전송 매체

1. 유선 전송 매체

트위스트 페어 케이블 (Twisted Pair Cable): 두 가닥의 케이블이 꼬여 있는 형태로, 일반적으로 랜 케이블(UTP, STP)로 사용됩니다.

UTP 케이블 (Unshielded Twisted Pair): 실드 없이 노이즈 영향을 받기 쉬우나 비용이 저렴하여 많이 사용.

STP 케이블 (Shielded Twisted Pair): 실드로 보호되어 노이즈 영향을 적게 받지만 고가.

광 케이블: 빛을 이용하여 데이터를 전송하며, 속도와 안정성이 뛰어남.

 

2. 무선 전송 매체

라디오파: 널리 사용되는 무선 신호.

마이크로파: 주로 위성 통신에 사용.

적외선: 짧은 거리에서의 데이터 전송에 사용.

 

트위스트 페어 케이블의 상세

◆  구조

8개의 구리선이 두 가닥씩 꼬여 있으며, 노이즈 방지를 위해 특정 순서로 배치.

 

◆  종류

다이렉트 케이블: 양쪽 커넥터에 동일한 순서로 연결된 케이블.

사용 예: 컴퓨터와 스위치 연결.

크로스 케이블: 한쪽 커넥터의 송신 핀(1, 2)을 다른 쪽 커넥터의 수신 핀(3, 6)에 연결.

사용 예: 컴퓨터 간 직접 연결.

 

◆  커넥터

RJ45: 랜 케이블 끝에 부착되는 커넥터로, 8개의 구리선을 연결.

 

네트워크 장비

1. 리피터

약해진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 역할.

신호가 먼 거리를 이동할 때 사용되었으나, 현대 네트워크 장비에 통합되어 단독으로는 잘 쓰이지 않음.

2. 허브

리피터 기능과 더불어 여러 포트를 통해 여러 장치를 연결.

단점: 데이터를 모든 연결된 장치에 전송하여 비효율적.

3. 스위치 (참고)

데이터 링크 계층에서 동작하며, 목적지 MAC 주소를 기반으로 데이터 전송을 효율적으로 수행.

 

전기 신호의 개념

1. 디지털 신호: 정확히 0과 1의 값을 가지며, 네트워크 데이터 전송에 주로 사용.

2. 아날로그 신호: 0과 1 사이의 연속적인 값.

 

◆ 디지털 신호의 전송

문턱 전압: 전압의 특정 기준값(예: 5V)을 넘어야 전기 신호가 흐른 것으로 간주.

주파수: 신호의 변화 속도를 나타내며, 데이터 해석에 중요.

 

◆ 현실적인 한계

신호의 주파수는 전송 매체가 처리할 수 있는 범위로 제한됨.

일반적인 UTP 케이블은 카테고리5를 기준으로 최대 100Mbps 전송 속도를 지원.

 

물리 계층은 네트워크 통신의 기반을 제공하며, 데이터가 실제로 전송되고 수신되는 모든 물리적 과정을 담당합니다. 물리 계층을 이해함으로써 네트워크 구조와 데이터 전달의 원리를 명확히 파악할 수 있습니다.

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출처

https://jake-seo-dev.tistory.com/225

 

https://doozi0316.tistory.com/entry/OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EB%AC%BC%EB%A6%AC-%EA%B3%84%EC%B8%B5%EC%9D%B4%EB%9E%80-%EB%AC%BC%EB%A6%AC%EA%B3%84%EC%B8%B5%EC%97%90%EC%84%9C-%EC%9D%B4%EB%A4%84%EC%A7%80%EB%8A%94-%EC%9D%BC