[FastCampus] 네트워크 개론_물리계층

해당 글의 내용은 FASTCAMPUS의 네트워크 개론 강의를 수강 및 정리한 내용입니다.

물리계층의 역할과 기능	1. 물리계층이란? 역할> OSI 7 Layer 1 계층으로 하드웨어 표현 네트워크 장치의 전기적, 기계적 속성 및 전송하는 수단을 정의 상위 계층인 데이터 링크 계층의 프레임을 신호로 인코딩하여 네트워크 장치로 전송 통신 장치와 커넥터, 인코딩, 송수신을 담당하는 회로 등의 요소가 있다. 2. Signaling의 종류 ① 전기 : Copper 케이블을 사용하며 전화선, UTP, 동축케이블 등이 이에 속함 ② 광(빛 /  레이저) : Optical Fiber 케이블이 이에 속하며 빛의 패턴을 신호로 사용 => IEEE 802.3 : 광, 빛이 여기에 속함 ③ 전파 : 무선이 이에 속하며 마이크로파 패턴을 신호로 사용 => IEEE 802.11 : 전파가 여기에 속함 wifi 4 ~ 6으로 되어있음 3. 통신 방식 *Signaling의 전송방식
물리계층 장비와 케이블	1. 물리계층 장비 -허브와 리피터 *허브 : 전기신호를 증폭하여 포트에 연결된 pc끼리 통신 가능하게 함 *리피터 : 신호의 세기를 증폭하여 좀 더 먼거리까지 통신 가능하게 함 => 최근에는 허브와 리피터 모두 사용 잘 안함 ①허브의 동작방식 pc1이 pc2에 데이터 전달하려면 허브에 연결된 모든 pc들에게 그 데이터를 전달함 => 브로드캐스팅 통신 1: ALL => 유니캐스팅 통신 1: 1 => 멀티캐스트 통신 1:N (그룹핑을 하여 통신) ② CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detection) : 송신노드는 데이터를 전송하고, 다음 채널에서 다른 노드의 데이터 충돌 발생을 계속 감지 : 충돌 발생시에는 모든 노드에게 충돌 발생을 통지하고 재전송을 시도   ⓐ Carrier Sensing : 데이터를 보내기 전에 다른 노드에서 데이터를 보내는 중인지 확인   ⓑ Multiple Access : 데이터를 보내는 곳이 없다면 전송 시작   ⓒ Collison Detection : 동시간대에 데이터를 보내게 되면 충돌이 일어나고 정지   그 후 특정 시간이 지나면 다시 첫번째 단계로 반복 == CSMA/CD를 Half Duplex(반이중 방식)으로 명칭하기도 함 ③ 전송방식 - Simplex : 단방향 통신 / 수신측은 송신측에 응답 불가 - Half Duplex : 반이중 전송방식 / 양방향 통신이나 송수신 시간은 정해짐    ex) 무전기 - Full Duplex : 전이중 전송방식 / 동시 양방향 통신이 가능    ex) 전화기 ④ 케이블과 커넥터 : 전송장치에 신호를 전달하는 통로 (허브 or 리피터를 연결) 종류> TP(Twisted Pair) : 총 8가닥의 선으로 구성되며 두개의 선을 서로 꼬아놓는다 :선을 꼬은 이유는 자기장 간섭을 최소화하여 성능(속도와거리)을 향상시키기 위함이다. => UTP(Unshield Twisted Pair) / STP(Shield Twisted Pair) : 비용과 실효성에 UTP를 더 많이 사용함 => RJ-45 동축(Coaxial) : 선 중앙에 심선이 있으며 그 주위를 절연물과 외부 도체로 감싸고 있다 : 전화 또는 회선망 등 광범위하게 사용 광(Fiber) : 전기신호의 자기장이 없는 빛으로 통신 => 장거리 고속 통신이 가능 : 2개의 모드(Single, Multi)와 주요 커넥터 타입(LC, SC) 가 있다. : 최근에는 SC보다 LC를 많이 사용한다 광 트랜시버 : 광통신에 사용되는 네트워크 인터페이스 모듈 커넥터로 SFP, GBIC이 있다 ---SFP   > 단거리 통신에 사용 ---GBIC > => 이러한 스펙들을 확인하여 연결해 줘야 한다. 2. 단위와 성능 ① 단위 bit & Byte - bit : 2진수는 Binary 0,1로 이루어지며 True, False등 신호를 표현 : bit는 일반적으로 회선 Speed - Byte : 8bit와 같다 : Byte는 Data Size에 사용 ② 성능 - Bandwidth (대역폭) : 주어진 시간대에 네트워크를 통해 이동할 수 있는 정보의 양 - Throughput (처리량) : 단위 시간당 디지털 데이터 전송으로 처리하는 양   =>대역폭이 8차선 도로라면 처리량은 그 도로를 달리는 자동차의 숫자(양)와 같다. - BackPlane : 네트워크 장비가 최대로 처리할 수 있는 데이터 용량 - CPS(Connections Per Second) : 초당 커넥션 연결수 , L4 - CC(Concurent Connections) : 최대 수용 가능한 커넥션 - TPS(Transactions Per Seconds) : 초당 트랜잭션 연결수 , L7, 주로 HTTP 성능
UTP 케이블과 Wi-Fi	1. UTP케이블이란? : Unshielded Twisted Pair: 주로 근거리 통신망에서 사용되는 케이블 : 이더넷 망 구성시 가장 많이 보게 되는 케이블 : 알렉산더 그레이엄 벨이 AT&T에서 발명 2. 코드배열 - 8P8C (8개 Position , 8개 Code) : 8개의 선 배열에 따라 다이렉트 또는 크로스 케이블로 구성 RJ-45 커넥터를 사용하며, TIA-568A & TIA-568B 배열을 통해서 다이렉트 & 크로스 케이블로 구분 => 1번째 배열 = TIA-568A (초초주파파주) => 2번째 배열 = TIA-568B  - Direct Cable(568B-568B)  : PC to Hub -> Due to DCE - Cross Cable(568A-568B) : PC to PC, Hub to Hub (동일한 장비간 연결) = DTE to DTE, DCE to DCE * DTE(Data Terminal Equipment) * DCE(Data Communication Equipment) ① Standard : ISO/IEC 11801에서 정의 ② TIA-568 ★ : Telecommunications Industry Association : 통신 제품 및 서비스를 위한 상업용 케이블 스펙을 정의 ③ EIA-568 : Electronic Industries Alliance : 최초 통신 시스템 케이블링의 표준을 정의했고 이후 TIA로 이관 - Auto MDI-X : 어떤 노드의 연결인지에 따라서 다이렉트와 크로스 케이블을 선택하는 것 == 불편 : 따라서 케이블 타입에 상관없이 노드 상호간 자동으로 통신을 가능하게 하는 기술이 나옴! * MDI 포트 : DTE & MDIX포트 ->DCE, 송신과 수신의 관계 -> rx는 tx와 연결해야함 -> 이게 불편해서 Auto MDI-X가 나왔다 3. UTP 카테고리 : UTP케이블의 전송 가능한 대역폭을 기준으로 분류 : UTP는 회선 속도와 용도에 따라서 구분된다. * Cat 5에서 발전된 것이 Cat5e * 최근에는 Cat6가 생겼다.  4. Wi-Fi란? : 위에는 유선, 여기부터는 무선 : 비영리 기구인 Wi-Fi Aliance의 상표 : 전자기기들이 무선랜에 연결할 수 있게 하는 기술 - 多기업들이 join되어 있음 5. 무선랜 구성 : 인터넷 - ISP - 라우터 - WIPS - AP - 컴퓨터 => WIPS, AP가 이전 구성과 달라진 부분! * WIPS (Wireless IPS) 보안(무선침입방지시스템) : 감시 센서로 액세스포인트(AP) 사용 현황을 실시간으로 관찰하고 허용하지 않은 접속을 막고, 보안 취약점을 야기할 수 있는 부적절한 접속을 방지한다. * AP (Access Point) 무선 Hub : 컴퓨터에 달려 있는 무선랜카드와 연결해 데이터를 전송하는 안테나 겸 접속장치로 흔히 "공유기"로 불린다. 참고링크 ↓ www.datanet.co.kr/news/articleView.html?idxno=86469 고려사항> - AP의 반경과 동시접속 단말기의 개수 - 802.11 무선랜 규격 확인
패킷덤프 - 와이어 샤크	1. Wire Shark란? : 오픈소스 패킷 분석 프로그램 : 예전에 이더리얼로 불렸다가 상표권 문제로 와이어샤크로 변경 : 리눅스 TCPDUMP와 함께 네트워크 트래픽 분석에 널리 쓰이는 도구 * 패킷 : 한번에 전송하는 정보의 단위 https://aaasssddd25.tistory.com/57 2. 설치 가이드 인터페이스 선택 후 패킷을 실시간 확인 및 저장 후 분석 가능 ⓐ 와이어샤크 다운로드 ⓑ 다운로드 파일 실행 -> 클릭 3. 사용방법 1) 실행 후 활성화 인터페이스 선택 2) 실시간 패킷 캡쳐 진행 3) 패킷(pcap)저장, File>Save 메뉴 클릭 => pcap 파일을 통해서 Frame-L2-L3-L4 정보를 확인할 수 있다. * ip router 쓸 때 패킷을 사용한다 -> process별 유닛을 나눈다 * 패킷 분석을 하는 이유 :

 

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출처

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2066887&cid=50305&categoryId=50305

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2454720&cid=42346&categoryId=42346