L1 - Physical / Hardware

1계층은 Bit 형태의 신호를 전기적 신호로 변환하고 이를 전달하는 계층으로,

OSI 7 Layers 모델에서는 Physical 계층이고 TCP/IP 계층에서는 Hardware 계층이다. 

 

1계층에서 쓰이는 장비로는 Media(cable), Connector, Repeater, Hub가 대표적이다.

 

1) Media & Connector

- 통신 케이블을 Media라고 하고, 그 종류로는 동축케이블, 꼬밍쌍선 케이블, 시리얼 케이블 ,광 케이블이 있다. 

① 동축 케이블(Coaxial Cable) : 10Mbps를 지원하여 과거 Ethernet 환경에서 사용되었음.

② 꼬임 쌍선 케이블(Twisted-Pair Cable) : 현재 LAN 구성에 일반적으로 사용함. (전용 커넥터=RJ45)

**RJ45의 핀배치에 따라 종류가 나뉘며, 핀 배열이 같은 장비에는 Straight Cable을,

   핀 배열이 다른 장비에는 Crossover Cable을 사용함. 

    ⓐ STP(Shielded TP)    - 은박지로 감싸 외부 저항을 줄여줌.

                                          - 신호 손상을 줄여 더 먼거리로 데이터 전송 가능 ➡ 신호간섭이 많은 환경(야외,공장 등) 또는

                                                                                                                           빠른 통신 속도가 필요한 곳에 쓰임. 

                                          -  단가가 높음.

    ⓑ UTP(Unshielded TP) - Shield 기능이 없는 일반적인 TP cable.

                                           - 처리가 간단하고 값이 싸서 빠른 전송이 필요 없는 Ethernet의 LAN용도에 표준으로 사용.

                                           - UTP cable Category라는 표준 규격을 제시함.  

③ 시리얼 케이블(Serial Cable) : 일반적으로 WAN 연결에 사용함. 

④ 광 케이블(Fiber-Optic Cable) : 빛 신호를 이용하여 데이터를 전달함. 

  

2) Hub & Repeater 

- 신호를 재생시켜 좀더 먼 거리까지 신호를 전달하기 위한 장비이다.

① Repeater - port의 개수가 2개인 것으로, 한쪽 port 로 전달받은 신호를 재생시켜 반대쪽 port로 전달한다.  

                     - 주로 거리 연장을 위해 사용한다. 

                     - Half-Duplex 통신

 

② Hub - port의 개수가 여러 개로, 한쪽 port로 전달받은 신호를 재생시켜 나머지 port로 모두 전달(flooding)한다.

            - 다수의 포트를 이용하여 장비의 연결을 집중시키는 집선 장비로 사용한다.

            - 모든 회선을 연결된 Host들이 공유하고, Hub에 연결된 Host들은 회선을 사용하기 위해 경쟁한다.

            - Half-Duplex 통신만 지원되어 신호의 충돌(Collision)이 발생할 수 있다.  

                                                                 ┖ Half-Duplex 환경에서 동시에 양방향으로 데이터가 전송되는 경우 발생

                                                                     신호 충돌 발생 가능 영역을 Collision Domain 이라고 함.  

                                                                     해결방법 : CSMA/CD 기법 , L2 이상 장비 사용(Full-Duplex)

                                                                                        ┖ CSMA : 매체 사용 감지 ➡ 충돌 예방

                                                                                             CD : 충돌 감지 ➡ 재충돌 방지