물리 계층(Physical Layer)
물리계층은 OSI 참조 모델 하위 Layer 1 계층이며, 통신하는 네트워크 장비로 데이터를 전기 신호로 출력하는 일과 통신하는 네트워크 장비 사이의 물리적 링크 연결을 담당합니다.
컴퓨터는 전기가 흐른다 (1) , 흐르지 않는다(0) 이 두 가지로 데이터를 주고받을 수 있습니다.
물리 계층의 정보 전달
컴퓨터는 0과 1만을 가지고 데이터를 표현하기 때문에, 이런 0과 1로 이루어진 디지털 시그널을 전압 파형으로 바꾸어 전달하고 전압 파형을 다시 디지털 시그널로 바꿈으로 신호를 주고받을 수 있습니다.
즉, 위와 같은 0과 1을 파형으로 바꾸고, 파형을 0과 1로 바꾸는 작업들을 물리 계층이 하는 것입니다.
물리 계층은 어떤 하나의 네트워크에서 기본 네트워크 하드웨어 전송기술들로 구성되고, 네트워크의 높은 수준 기능의 논리 데이터 구조를 기초로 하는 필수 계층입니다. 다양한 특징의 하드웨어 기술이 접목되어 있기에 OSI 아키텍처에서 가장 복잡한 계층으로 간주합니다.
장비
리피터
리피터(repeater)는 구부러진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계장비입니다. 통신하는 상대방이 멀리 있을 경우 리피터를 사이에 둠으로써 통신 거리를 연장할 수 있습니다. 하지만 요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 리피터를 쓸 필요가 없어졌습니다.
허브
허브(hub)는 리피터 외에도 물리 계층에서 동작하는 네트워크 장비입니다. 허브는 컴퓨터 여러 대를 서로 연결하는 장치이기도 하며, 리피터와 마찬가지로 전기신호를 증폭하는 기능을 가지고 있습니다.
허브의 장점은 직접 컴퓨터끼리 연결하지 않아도, 여러 대가 데이터를 주고 받는 다는 점입니다. 하지만 데이터를 전송할 때, 특정 포트로 데이터 전송이 되지 않고, 연결되어 있는 모든 포트(컴퓨터)에 데이터가 전송되는 단점을 가지고 있습니다.
허브는 스스로 데이터를 받는걸 판단할 수 없기 때문에 더미 허브라고 불립니다
물리 계층의 한계
1. 신호 손상과 왜곡
물리계층은 신호를 전송하는 역할을 하지만, 신호는 전송 과정에서 다양한 요인(거리, 전파 간섭, 매체의 특성 등)에 의해 손상되거나 왜곡될 수 있습니다. 예를 들어 전기적 신호는 거리가 멀어질수록 약해지고, 무선 신호는 다른 전파의 간섭을 받을 수 있습니다. 이러한 신호 손상은 데이터 전송의 정확성을 저하시킬 수 있습니다.
2. 에러 검출 및 수정의 부재
물리 계층은 데이터를 단순히 신호로 변환하여 전송하는 역할을 하며, 전송 중 발생할 수 있는 오류를 검출하거나 수정하는 기능이 없습니다. 신호의 손상이나 왜곡으로 인해 데이터가 잘못 전달되면, 이를 복구할 수 있는 메커니즘이 필요합니다. 그러나 물리계층은 이러한 기능을 제공하지 않습니다.
데이터 링크 계층의 필요성
위에서 살펴본 물리 계층의 한계를 극복하기 위해 추후 살펴볼 데이터 링크 계층이 필요하다
네트워크 통신이 신뢰성 있게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바로 데이터 링크 계층의 역할입니다. 데이터 링크 계층은 에러 검출, 프레임화, 매체 접근 제어 등의 기능을 통해 네트워크 통신의 품질을 높이고, 데이터를 안정적으로 전달할 수 있도록 돕습니다.
출처 : https://dev-splin.github.io/cs(computer%20science)/network/Network-OSI-Layer1-Physical/
Network : OSI 1계층(물리 계층)
물리 계층(Physical Layer) 물리계층은 OSI 참조 모델 하위 Layer 1계층이며, 통신하는 네트워크 장비로 데이터를 전기 신호로 출력하는 일과 통신하는 네트워크 장비 사이의 물리적 링크 연결과 링크
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