물리 계층의 역할과 랜카드의 구조 (1)
전기신호란?
전기신호에는 두가지 종류가 있습니다. 아날로그와 디지털입니다. 굉장히 익숙한 단어인데, 막상 설명하기에 모호한 단어들이죠. 간단하게 알아보겠습니다.
아날로그 신호는 물결모양으로 이루어지는 신호입니다. 주로 전화기나 라디오 방송에 사용됩니다.
디지털 신호는 각진 모양으로 이루어지는 비연속적 신호입니다. HDMI, MIDI, AC'97과 같은 표준화된 신호들은 모두 디지털 신호입니다.
네트워크를 통해 송신 측 컴퓨터는 0과 1로 이루어진 비트열을 전기 신호로 변환해 전송하고, 수신 측 컴퓨터는 해당 전기 신호를 다시 0과 1의 비트열로 복원합니다.
랜카드란?
전기신호는 랜카드가 변환시켜 줍니다. 가정집에 있는 데스크탑을 보면 LAN 선을 연결한 부분이 있을 겁니다. 그게 바로 메인보드에 탑재되어 있는 랜카드입니다.
0과 1의 정보는 랜카드로 전송되고, 랜카드는 0과 1로 이뤄진 정보를 전기 신호로 변환시켜 줍니다. 해당 과정을 통해 네트워크에서 데이터를 주고 받게 되는 겁니다.
트위스트 페어(Twisted Pair) 케이블이란?
네트워크의 전송매체는 크게 두가지로 나뉩니다. 유선과 무선이죠. 유선의 종류에는 트위스트 페어 케이블, 광케이블이 있고 무선에는 라디오파, 마이크로파, 적외선 등이 있습니다.
지금은 트위스트 페어 케이블에 대해서 알아볼 겁니다.
트위스트 페어 케이블은 두 종류가 있는데, 바로 UTP 케이블과 STP 케이블입니다.
UTP 케이블
- 구리 선 여덟 개를 두 개씩 꼬아 만든 네 쌍의 전선으로 쉴드로 보호되어 있지 않은 케이블입니다.
- 쉴드로 보호되어 있지 않기 때문에 노이즈의 영향을 쉽게 받지만, 저렴하기 때문에 보편적으로 사용됩니다.
STP 케이블
- 두 개씩 꼬아 만든 선을 쉴드로 보호한 케이블입니다.
- 쉴드로 보호한 케이블이기 때문에 노이즈의 영향을 거의 받지 않으나 비싸기 때문에 보편적이진 않습니다.
쉴드는 금속 호일이나 매듭과 같은 것으로 외부에서 발생하는 노이즈를 막는 역할을 합니다. 여기서 노이즈는 케이블에 전기신호가 흐를 때 발생하고, 노이즈의 영향을 받으면 전기신호의 형태가 왜곡됩니다.
UTP, STP 사실 익숙하지 않은 단어들인데, 이 단어들은 통상적으로 랜선이라고 칭합니다. 랜선은 굉장히 익숙한 단어니까 이런 식으로 기억하는 것도 좋습니다.
UTP 케이블이든 STP 케이블이든 양쪽 끝에는 RJ-45 라고 불리는 커넥터가 있습니다.
RJ-45 커넥터는 사진과 같습니다. 집 공유기를 연결할 때 본적이 있을 겁니다.
이 랜 케이블은 종류가 다시 두가지로 나뉩니다. 바로 다이렉트 케이블과 크로스 케이블입니다.
다이렉트 케이블
- 구리 선 여덟개를 같은 순서로 연결한 케이블
- 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용한다
크로스 케이블
- 구리 선 여덟개 중 한쪽 커넥터의 1번과 2번이 연결되는 구리선을 다른쪽 3, 6번에 연결한 케이블
- 컴퓨터와 컴퓨터를 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용한다
다이렉트 케이블은 재쳐두고, 크로스 케이블은 왜 송수신 위치를 크로스 해놓은 걸까요? 이유는 간단합니다.
만약 다이렉트 케이블로 서로 연결된 컴퓨터에서 데이터를 보내게 된다면 데이터간에 충돌이 발생할 겁니다. 때문에 크로스 케이블은 중간에 전선을 교차시켜 데이터가 충돌하는 일을 방지하는 겁니다.
다음 게시글에서는 리피터와 허브에 대해서 다뤄보겠습니다.