물리계층 Physical Layer

TCP/IP
@Physical Layer

 

- Cable -

cable의 종류 : 동축cable, UTP cable, 광 cable

cable 케이블

                    속도(mbps)         신호              거리 
동축 Cable      10/100            디지털신호     185~500m
UTP Cable      10/100            디지털신호       100m
광 Cable      최대10Gbps       디지털신호       1000m

 

 

전기신호의 구별 : BaseBand, BroadBand

 

○ BaseBand(디지털신호) => 시분할 다중화

- 한번의 하나의 데이터만 처리  => 한번의 큰 데이터를 빨리 처리할 수 있다.

   이를 시간으로 나누어 사용
Internet : 디지털신호

 

○ BroadBand(아날로그신호) => 주파수분할 다중화

- 논리적으로 여러개의 노드로 분할하여 사용 => 한번에 여러개의 데이터를 처리

TV,Radio,전화 : 아날로그신호

 

<설명>

디지털신호는 한번에 하나의 데이터만 처리할수 있다. 그래서 한번에 한가지일만 할수 있는데 지금은 다중공유를 사용하여 한번에 여러가지 일을 처리해야 하는 상황이 많기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 지금 현재는 데이터 사이즈를 조절하여 사용하고 있다.(최소:64byte, 최대:1518byte)

 

- CSMA/CD 방식 -

[Carrier Sense Multe-Access/Collision Detection]

로컬 에어리어 네트워크(LAN)에 있어서의 제어방식의 하나이며, 정보 송출에 앞서서 회선의 유무를 조사하여 송출을 하는 방식으로, 동시에 여러개의 단말에서 송신되었을 때는 충돌을 감지하여 송신을 멈추고, 일정 시간 후에 재송한다.  

전기 신호(Carrier)에 대해 감지(Sense)해라. Multe-Access(다중 연결)/충돌에 대해 알려라(CD)

다중공유를 사용할때 잦은 충돌을 제어하기 위해 DIX(Dec, Intel, Xerox)연합에서 Ethernet이란 Protocol을 개발했고 Ethernet에서는 CSMA/CD방식을 사용하여 전기신호를 제어한다.

==> 1계층에서는 전기적 신호를 구별하지 못하고 다 받으므로 충돌이 발생한다.

==> 결과적으로 충돌에 대한 제어는 했지만 해결을 하지 못하였다. 2계층에서 해결함(MAC address를 활용하여 내가 원하는 목적지에만 데이터를 전송한다)  

 

○ 1계층에서 확인하여야할 사항 

- 인터넷 정보 -

구글이라는 서버에서 어플리케이션을 이용해서 HTTP를 이용하여 데이터를 만들고

PC가 이해할수 있도록 bit로 바꾸고(프리젠테이션에서) session 이 어플리케이션을 보고 정확한 포장을 하기 위해서 하위 계층으로 연결. 연결되어 있는 가상 회선을 통해서 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터 전송. 하위계층에선 포장. 이 데이터를 유저에게 보내기 위해서 주소를 입력. 유저를 확인할 수 있는 MAC address를 등록해서 다시 전기신호로 바꿔서 케이블을 통해서 전달. 유저는 케이블을 통해 받아 2계층에서 bit로 바꾸고 MAc address를 확인하여 유저를 확인하고 포장 띄고 3계층에서 주소 확인하고 내 pc가 많으면 포트 확인하고 session 이 어플리케이션을 연결. 사용자는 http 인 어플리케이션을 이용하여 연결.

 

1.  Cable연결 상태 확인

2.  전원공급상태 확인(LED => Red:Off, Orange:Loading, Green:On)
3.  Cable 상태 확인
   UTP Cable 종류

  (1) Straight, Cross Cable      : Device와 Device간 데이터를 주고 받기 위해 사용

  (2) Rollover(Console) Cable : Router/Switch를 관리하기 위하여 Router/Switch에 접속하기 위해

 - Cable 모양 

UTP Cable 

 

주황색/흰띠주황색, 녹색/흰띠녹색  : 데이터 통신할때 사용
청색/흰띠청색                             : 전화선/접지선
갈백/흰띠갈색                             : 전원공급선 

 

(1) Straight, Cross Cable : Device와 Device간 데이터를 주고 받기 위해 사용
       Straight Cable                                               Cross
1 Transmit <-> 1 Recive                            1Transmit <-> 3Recive  
2 Transmit <-> 2 Recive                            2Transmit <-> 6Recive
3 Recive   <-> 3 Transmit                          3Recive  <-> 1Transmit
6 Recive   <-> 6 Transmit                          6Recive  <-> 2Transmit

 

내부에서 꼬여진 장비 : Switch(Bridge), Hub(Reapeater) -> Straight cable 사용

no.            Router / PC(Server)                          Switch(Bridge) / Hub(Repeater)
1                    Transmit                                                       Recive
2                    Transmit                                                       Recive
3                     Recive                                                       Transmit
6                     Recive                                                       Transmit

 

 

- Cable 만들기 -

 

no.      568A     568B
1         녹백      주백
2          녹         주
3        주백       녹백                                                
4          청         청
5        청백       청백
6          주         녹
7        갈백       갈백
8          갈         갈

 

568B : 오랜지 녹색 파랑 녹색 브라운

Straight Cable : 568A <--> 568A
                       568B <--> 568B

Cross Cable:    568A <--> 568B
                       568B <--> 568A

 

(2) Rollover(Console) Cable : Router/Switch를 관리하기 위하여     

-  Fastethernet Port : Straight, Crosss Cable   (사용 하기 위해)
-  Console Port       : Rollover Cable      (관리 하기 위해서)

568A
1 녹백 <-> 1 갈 
2 녹    <-> 2 갈백
3 주백 <-> 3 주
4 청    <-> 4 청백
5 청백 <-> 5 청
6 주    <-> 6 주백
7 갈백 <-> 7 녹
8 갈    <-> 8 녹백

 

○ 눈에 보이지 않는 것들 중에 확인해야할 사항 

	대역폭 동기화	프로토콜 동기화	디지털 신호 동기화
Serial	X	X	X
Fastethernet	O	O	O

 

- 대역폭(속도) 동기화 : 데이터를 주고 받는 전송 속도와 받는 속도를 동일하게 설정 

(1) Fastethernet(LAN) - 고정 대역폭 사용(Ethernet 프로토콜이 표준) => 사용자 환경 고려
Ethernet : 10mbps
Fastethernet : 10/100mbps

 - 대역폭 설정 -

speed <10/100/auto> => Default로 auto설정되어있어 자동으로 속도를 동기화 한다.

(2) Serial(WAN) - 비고정 대역폭 사용 => 동기화할 프로토콜이 없다. => 관리자 환경 고려
1kbps~10mbps 까지 사용

 - 대역폭 설정 -

bandwidth <1-10000000>  =>  관리자가 수동으로 직접 대역폭을 동기화한다.

- 전기신호 동기화
디지털신호 
클락신호(디지털신호 범위 구분)

 

> Fastethernet(LAN)
ethernet에서는 맨체스터 인코딩방식을 사용하여 디지털신호와 클락신호를 하나의 신호로 합쳐 그 신호 하나만으로 전기신호를 동기화한다.
clock rate => X
맨체스터 인코딩 => 디지털신호+클락신호 -->

맨체스터 인코딩

> Serial(WAN)
디지털신호에 대한 클락신호를 관리자가 직접 찾아 수동으로 설정하여 디지털신호에 대한 클락신호를 통해 전기신호를 동기화한다. 
clock rate <300-4000000>  Choose clockrate from list above
디지털신호 -->
클락신호 -->