[CS] OSI 7 Layer/Physical Layer

물리 계층

물리 계층은 시스템의 물리적 및 전기적 표현인 OSI 모델의 가장 아래에 있는 계층이다. 전원 플러그, 커넥터, 수신기, 케이블 유형 등과 같은 다양한 네트워크 구성 요소로 구성된다. 물리 계층은 한 장치에서 다른 장치로 데이터 비트를 전송한다.
물리 계층은 인코딩 유형(신호에서 0과 1이 인코딩 되는 방식)을 정의한다. 물리적 매체를 통해 구조화되지 않은 원시 데이터 스트림의 통신을 담당한다.

물리 계층이 수행하는 기능

물리 계층은 물리적 매체를 통해 원시 데이터를 비트로 전송하는 역할을 한다. 데이터를 와이어, 광섬유 또는 무선 채널을 통해 이동할 수 있는 신호로 변환하고(인코딩) 이러한 신호를 수신기에서 다시 데이터로 바꾼다(디코딩). 신호가 올바르게 전송되도록 보장하고 변조와 같은 기술을 사용해 데이터를 전송할 준비를 하고 복조를 통해 다른 쪽에서 데이터를 검색한다. 이 계층은 또한 데이터가 전송 모드를 통해 어떻게 흐르는지(단방향, 양방향 교대 또는 동기) 결정하고 모든 것이 원활하게 실행되도록 데이터 전송의 속도와 타이밍을 제어한다.

물리적 토폴로지

물리적 토폴로지는 네트워크에서 장치와 케이블의 물리적 배열을 설명한다. 물리적 토폴로지는 점대점 토폴로지, 매시 토폴로지, 섬형 토폴로지, 버스형 토폴로지, 링형 토폴로지, 트리형 토폴로지, 그리고 앞서 말한 토폴로지를 혼합하여 사용한 하이브리드 토폴로지가 있다.

 

Tree Topology

Bus Topology

Star Topology

Ring Topology

Mesh Topology

라인 구성

• 지점 간 구성: 지점 간 구성에서는 두 장치 간에 데이터를 전송하는 데 전적으로 전용된 회선(링크)이 있다.
• 다중 지점 구성: 다중 지점 구성에서는 여러 장치가 연결되는 회선(링크)가 있다.

전송 매체 모드

• Simplex Mode: 이 모드에서는 두 장치 중 한 장치만 데이터를 전송할 수 있고 ,다른 장치는 데이터를 수신만 할 수 있다.
• Half Duplex Mode: 이 모드에서는 두 대의 장치가 데이터를 보내고 받을 수 있지만 한 번에 한 대의 장치만 가능하고 동시에는 불가능하다.
• Full Duplex Mode: 이 모드에서는 두 장치가 동시에 데이터를 보내고 받을 수 있다.

물리 계층의 프로토콜

일반적으로 하드웨어와 소프트웨어 프로그래밍의 조합이 물리 계층을 구성한다. 이는 네트워크에서 데이터 전송을 제어하는 여러 프로토콜로 구성된다.

• 이더넷(IEEE 802.3): 유선 네트워크에서 널리 사용됨.
• Wi-Fi(IEEE 802.11): 무선 통신용.
• Bluetooth (IEEE 802.15.1): 단거리 무선 통신.
• USB (Universal Serial Bus): 짧은 거리에 있는 장치를 연결하는 데 사용됨.

물리 계층의 장점

• 장치가 물리적 매체를 통해 원시 데이터를 송수신할 수 있다.
• 케이블, 커넥터 및 신호에 대한 범용 표준을 제공하여 호환성을 보장한다.
• 다양한 미디어 지원: 유선 및 무선 기술을 지원한다.

물리 계층의 한계

• 오류 처리 없음: 데이터 전송에서 오류를 감지하거나 수정할 수 없다.
• 물리적 손상에 취약함: 케이블, 커넥터 및 하드웨어 오류로 인해 통신이 중단될 수 있음.
• 데이터 해석 없음: 비트만 전송하고 실제 데이터를 이해하거나 처리하지 않음.

참고

• https://www.geeksforgeeks.org/physical-layer-in-osi-model/