[안딱딱한 네트워크 시리즈] OSI 7계층 - 물리 계층(Physical Layer)

지난 시간에는 OSI 7계층의 개념과 이유에 대해 알아봤습니다.

오늘은 그 중 첫 번째 계층으로 불리는 물리 계층(Physical Layer)에 대해 살펴보겠습니다.

 

우리가 네트워크를 사용하는 이유는 나와 다른 수많은 사람과 데이터를 주고 받기 위해서입니다.

그리고 장비를 사용해서 다른 사람과 데이터를 주고 받는 행위를 우리는 데이터 통신이라고 부릅니다.

기억해두세요, 네트워크의 본질은 데이터 통신입니다 :)

 

데이터 통신

 

물리 계층

자, 그럼 데이터 통신을 시작해보겠습니다.
데이터를 다른 사람에게 보내기 위해서는 매체가 필요합니다.

다시 말하면 물리 장비가 필요하다는 뜻이죠.

 

여기서 데이터를 보내기 위한 매체(물리 장비)를 다루는 계층이 바로 물리 계층입니다.

데이터 통신을 하기 위한 물리 장비의 통신 과정 및 방법을 다루는 계층 -> 물리 계층

이름 자체로 벌써 힌트를 주고 있었군요 :)

 

일반적으로 매체는 컴퓨터를 가리킵니다.

(요즘에는 모바일 기기 등 매체가 다양해졌지만요)

컴퓨터는 전기로 데이터를 정의하고 다루는데,

이 때 데이터는 전기가 흐른다 or 전기가 흐르지 않는다 두 가지 경우로 정의됩니다.

이게 우리에게 익숙한 개념인 이진수 체계입니다.

(0010100010 이런거 어디서 많이 보지 않으셨나요?? ㅎㅎ)

• 전기가 흐른다 ON(1)
• 전기가 흐르지 않는다 OFF(0)

 

컴퓨터는 이 두 가지 경우로 모든 데이터를 정의하고 사용합니다.

여러분이 지금 읽고 있는 제 블로그 역시 모두 1과 0으로만 이루어져있습니다.

 

물리 계층의 데이터 통신

그래서 물리 계층에서 다루고 있는 데이터(이진수)를 어떻게 송신/수신하고 있는 걸까요?

컴퓨터가 사용하고 있는 데이터(이진수), 즉 디지털 시그널을 다른 매체와 주고받기 위해서는 전압으로 바꿔줘야합니다.

그리고 전압을 받았다면 컴퓨터가 이해하고 사용할 수 있는 디지털 시그널, 즉 데이터(이진수)로 바꿔줘야합니다.

전자를 데이터의 송신, 후자를 데이터의 수신이라고 이해하시면 됩니다.

 

물리 계층의 데이터 통신

 

이렇게 전기적 특성을 이용해 디지털 시그널을 아날로그 시그널로 바꾸는

또는 그 반대의 작업을 수행하는 곳이 물리 계층입니다.

위 그림처럼 데이터 통신을 위해 물리 계층에서 사용하는 장비는 통신 케이블, 리피터, 허브, 모뎀 등이 있습니다.

 

물리 계층 정리

• 목적: 컴퓨터와 컴퓨터를 연결하여 데이터 통신
• 장비: 통신 케이블, 리피터, 허브, 모뎀 등
• OSI 7계층에서 가장 낮은 첫 번째 계층
• 다양한 특징의 하드웨어 기술이 접목되어 있어서 OSI 아키텍처에서 가장 복잡한 계층
• 전기적, 기계적, 그리고 기능적인 특징을 바탕으로 데이터 통신
• 물리 계층의 통신 단위는 비트이기 때문에 모든 통신은 1과 0으로만 이루어짐
• 단순히 데이터를 전달만 하기 때문에 데이터 검증, 에러 확인 등은 이루어지지 않음
• 송신시에는 디지털 시그널을 아날로그 시그널로 Encoding
• 수신시에는 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 Decoding

 

이제 우리는 OSI 7계층 중에 1계층 물리 계층에 대해 이해했습니다.

네트워크 통신에 보다 한 발짝 다가간 느낌이네요.

다음 시간은 2계층인 데이터 링크 계층에 대해 살펴보겠습니다 :)