물리 계층을 처리하는 기기(면접을 위한 CS 전공지식 노트)

물리 계층을 처리하는 기기

물리 계층을 처리하는 기기

물리계층(Physical Layer)은 컴퓨터 네트워크에서 OSI(Open Systems Interconnection) 모델이나

TCP/IP 모델과 같은 네트워크 모델에서 가장 하위에 위치하는 계층입니다.

이 계층은 데이터를 전기 신호, 광 신호 또는 기타 물리적인 형태로 변환하고 전송하는 역할을 수행합니다.

물리계층은 데이터 전송에 필요한 하드웨어 및 물리적인 특성을 다루며,

네트워크 상에서 노드 간 실제 데이터 전송을 관리합니다.
물리계층을 처리하는 기기들은 다양한 형태와 목적으로 존재합니다.

 

물리 계층의 기기들

허브(Hub): 

네트워크에서 가장 기본적인 물리계층 장비로, 여러 개의 네트워크 디바이스를 연결하여 

데이터를 중계합니다. 

하지만 허브는 단순한 중계만 수행하므로, 같은 네트워크에 연결된 모든 기기에게 데이터를 보내게 됩니다.

리피터(Repeater): 

신호의 감쇠를 보상하기 위해 사용되는 장치로, 전기 신호를 증폭하여 전송 거리를 늘립니다.

브리지(Bridge): 

브리지는 물리적인 네트워크 분리를 제어하며, 

데이터 프레임이 다른 네트워크 세그먼트로 전달되어야 할 때 이를 중계합니다.

스위치(Switch): 

스위치는 브리지의 발전된 형태로, 맥(MAC) 주소를 기반으로 데이터 프레임을 전달합니다. 

스위치는 브로드캐스트 도메인을 분리하고 충돌을 방지하여 네트워크 성능을 향상합니다.

라우터(Router): 

라우터는 네트워크 계층에서 동작하며, IP 주소를 기반으로 패킷을 전달하는 역할을 수행합니다. 

라우터는 서로 다른 네트워크 간의 데이터 전송을 관리하고 인터넷과 같은 대규모 네트워크에서 사용됩니다.

모뎀(Modem): 

모뎀은 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하거나, 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 

다양한 통신매체를 통해 데이터를 전송할 수 있도록 해줍니다. 

DSL 모뎀, 케이블 모뎀 등이 이에 해당합니다.

이러한 물리계층을 처리하는 기기들은 네트워크의 구성과 목적에 따라 선택되며, 데이터를 물리적인 

신호로 변환하거나 전송 거리를 조절하는 등의 역할을 수행하여 네트워크의 원활한 동작을 유지합니다.

 

물리계층의 주요 역할

신호 변환: 

물리계층은 디지털 데이터를 전송 매체에 맞는 신호로 변환합니다. 

전기 신호, 광 신호, 무선 신호 등으로 데이터를 표현하여 전송할 수 있도록 합니다.

신호 감쇠 보상:

데이터 신호는 전송 거리가 늘어남에 따라 감쇠할 수 있습니다.

물리계층은 신호의 감쇠를 보상하거나 증폭하여 데이터 전송을 안정적으로 유지합니다.

데이터 인코딩 및 디코딩: 

물리계층은 데이터 비트를 전송에 적합한 신호로 변환하고, 수신된 신호를 다시 원래의 비트

형태로 복원합니다. 

이는 잡음과 왜곡을 최소화하여 정확한 데이터 전송을 가능하게 합니다.

시그널링: 

데이터 전송 시작과 종료를 나타내는 신호를 생성하고 해석하여 효율적인 통신을 지원합니다.

전송 속도 및 대역폭 관리: 

데이터 전송 속도와 대역폭을 관리하여 네트워크 성능을 최적화합니다. 

이를 통해 네트워크에서 다수의 기기 간의 데이터 전송이 원활하게 이루어집니다.

물리 계층 장비 관리: 

허브, 스위치, 라우터, 모뎀 등의 물리 계층 장비를 관리하고 제어하여 네트워크 구성을 조정합니다.

물리계층은 상위 계층인 데이터 링크 계층, 네트워크 계층 등과 함께 협력하여 데이터를 안전하고 

효율적으로 전송하며, 네트워크의 기본 구성 요소 중 하나입니다.

 

 

*바쁜 사람을 위한 깜찍한 정리

물리계층은 컴퓨터 네트워크 OSI모델이나 TCP/IP 모델과 같은 네트워크 모델에서 가장 하위에 있는 계층이며 데이터 전송에 필요한 하드웨어를 다루는 구간이고 네트워크 상 노드 간 실세 데이터 전송을 관리하는 계층이라고 생각하면 될 거 같습니다. 처리하는 기기 종류에는 여러 개의 네트워크를 연결하는 허브 IP주소를 기반으로 패킷을 전달하는 라우터 등이 있습니다. 역할에는 신호 변환 데이터 인코딩 및 디코딩 전송 속도 관리 등이 있습니다.