1계층: 물리계층

특징

• bit 단위의 사용자 데이터를 전송하는 계층

• 물리적으로 연결된 장비를 이용해 전기 신호가 들어오면 전기 신호가 들어온 포트를 제외한 다른 모든 포트에 같은 전기 신호를 전송한다.

• UTP 케이블을 사용하면 설치가 용이하지만 간섭에 약하다는 점이 있다. (Direct: 서로 다른 계층의 장치 연결, Cross: 동일 계층 장치 연결)

장비

• Hub

  • 여러 대의 장비와 연결되어 네트워크 통신을 중재하는 장치

  • 거리가 멀어질수록 줄어드는 전기 신호를 재생성해준다.

  • 신호가 들어오면 모든 포트로 내보내므로 전체 네트워크 단말이 경쟁하게 되어 성능 문제가 발생하고, 패킷 무한 루프 등 장애의 원인이 되어 현재는 거의 사용하지 않는다.

• Repeater

  • 케이블 길이가 길어 약해진 신호를 증폭시킬 때 사용한다.

• Cable

  • 케이블 본체, 커넥터, 트랜시버로 나뉘며 케이블 본체는 트위스티드페어, 동축, 광케이블의 종류가 있다.

  • 트위스티드페어 케이블은 커넥터와 케이블 본체가 일체형이며 별도 트랜시버가 없는 경우가 많다. 광케이블은 다양한 속도와 거리 지원을 위해 트랜시버, 커넥터와 케이블 본체를 보통 분리한다.

  • 동축 케이블은 고가이므로 케이블 TV나 인터넷 연결을 위해서만 사용되어 왔다. 최근에는 10G 이상 고속 연결을 위해 트랜시버를 통합한 일체형 케이블인 DAC(direct attach copper cable)을 많이 사용한다. 일체형 케이블은 스위치와 서버 간의 짧은 거리를 연결할 때 주로 사용된다.

  • 광케이블의 경우 먼거리 통신을 위해 레이저를 사용하는 싱글 모드와 비교적 가까운 거리 통신을 위해 LED를 사용하여 비교적 저렴한 멀티 모드가 존재한다. DAC와 유사한 일체형 케이블인 AOC(active optical cable)가 광케이블에 해당된다.

  • 브레이크아웃 케이블은 하나의 커넥터에서 여러 개의 케이블로 분할하는 케이블이다. 예를 들어 40G, 100G 연결을 여러 10G, 25G 케이블로 분할해준다.

  • MPO(multiple-fiber push-on/pull-off) 케이블은 데이터센터와 같이 좁은 공간에 복잡한 케이블을 쉽게 수용하기 위해 고밀도 케이블과 커넥터를 사용한다. 단일 인터페이스에 8, 12, 24개 또는 그 이상의 광 섬유를 모아 연결한다.

• Connector

  • 케이블의 끝부분으로 네트워크 장비나 네트워크 카드에 연결된다.

• Tranceiver

  • 컴퓨터의 랜 카드와 케이블을 연결하는 장치

  • 외부 신호를 컴퓨터 내부의 전기 신호로 바꾸어준다.

  • 트랜시버 없이 전용 인터페이스를 사용하면 길이나 속도마다 다른 네트워크 장비나 네트워크 인터페이스 카드를 별도로 구비해야 한다. 최근에는 대부분 트랜시버를 지원하므로 트랜시버만 변경해도 통신 길이와 속도를 조절할 수 있다.

• TAP

  • 네트워크 모니터링과 패킷 분석을 위해 전기 신호를 다른 장비로 복제하는 장치