네트워크 구조 : 물리계층 - 케이블의 종류와 구조

케이블 : 전송 매체

 

전송 매체는 데이터가 흐르는 물리적인 선로로 유선과 무선으로 나뉘어 질 수 있다. 오늘은 유선 전송 매체인 케이블에 관해서만 배운다.

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유선 : 트위스트 페어 케이블, 광케이블 등

무선 : 라디오파, 마이크로파, 적외선 등

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트위스트 페어 케이블 : UTP 케이블, STP 케이블

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트위스트 페어 케이블은 8개의 구리선을 두개씩 꼬아 4쌍의 전선으로 만든 케이블이다. 각각의 구리선으로 데이터를 주거나 받게 되는데, 노이즈의 영향을 막기 위해 금속 호일이나 금속의 매듭으로 외부에서 발생하는 노이즈를 막는다. 이렇게 노이즈를 막는 역할을 하는 금속 호일이나 매듭을 쉴드(Shield)라고 하며, 쉴드로 보호되지 않는 케이블을 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블이라고 하고 쉴드로 보호된 케이블을 STP(Shielded Twisted Pair) 케이블이라고 한다. 이러한 트위스트 페어 케이블을 일반적으로 랜 케이블 혹은 랜 선이라고 부른다.

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다이렉트 케이블 vs 크로스 케이블

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랜 케이블에는 8개의 구리선이 존재하며 각 구리선은 데이터를 수신 혹은 송신 두가지 중 하나의 역할만 수행할 수 있다. 예를 들어 두 컴퓨터 A, B가 케이블로 연결되어 있는데, 같은 구리선으로 두 컴퓨터 모두 데이터를 송신하게 되면 데이터가 충돌하게 되어 데이터가 올바르게 전송되지 못하게 된다. 따라서 각 구리선의 양 끝에는 송신측, 수신측으로 역할이 정해져있으며, 순서대로 컴퓨터에 연결되어 있다.

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다이렉트 케이블

다이렉트 케이블은 8개의 구리선이 같은 순서로 커넥터에 연결된 것을 말한다.

앞 컴퓨터는 1, 2번 구리선으로 송신하고 3, 4번 구리선으로 수신한다. 뒤의 컴퓨터는 1, 2번 구리선으로 수신하고 3, 4번 구리선으로 송신한다. 이처럼 같은 순서로 구리선을 커넥터에 연결하기 때문에 양 측 커넥터의 구리선 순서대로 송신/수신 역할이 반대이다.

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크로스 케이블

크로스 케이블은 다이렉트 케이블과는 다르게 구리선들이 각 커넥터에 같은 순서로 연결되어 있지 않다.

크로스 케이블은 각 커넥터의 구리선 순서대로 양 측이 같은 역할(송신, 수신)을 하도록 순서를 꼬아서 연결한 것이다. 이와 같이 커넥터의 구리선 순서가 구성되어 있기 때문에 양 측의 컴퓨터는 커넥터의 같은 구리선 순번으로 같은 송신/수신을 수행할 수 있다.

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다이렉트 케이블은 컴퓨터와 스위치를 연결할 때 사용하며, 크로스 케이블은 컴퓨터 간에 직접 랜 케이블로 연결할 때 사용한다. 또한 8개의 구리선 중에서 4개만 사용하고 나머지 4개의 구리선은 사용하지 않는다.

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리피터와 허브

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리피터

리피터는 일그러진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 기능을 하는 네트워크 중계 장비이다. 일반적으로 통신하는 상대가 물리적으로 멀리 있을 때, 리피터를 중간에 넣어 신호를 정상으로 만드는 기능을 한다. 요즘에는 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 잘 사용하지 않는다.

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허브

허브는 여러개의 포트로 여러 대의 컴퓨터와 통신할 수 있도록 해주는 네트워크 장비이다. 리피터와 마찬가지로 전기 신호를 정형하고 증폭하는 역할을 하며 여러 대의 컴퓨터를 연결하는 장치로, 컴퓨터끼리 직접 연결하지 않아도 통신할 수 있도록 해준다. 하지만 허브는 특정 포트로부터 데이터를 받으면 해당 포트를 제외한 모든 포트로 데이터를 전송하는 특징이 있다. 이처럼 허브는 스스로 판단하지 않고, 전기 신호를 모든 포트로 보내기만 하여 더미 허브(Dummy hub)라고 불리기도 한다.