물리계층 , 데이터 계층의 이해

●물리계층 (Physical Layer) 이란?

물리 계층은 OSI 7계층 모델 상에서 최하위 계층을 의미합니다. 단어의미 그대로, 통신기기와 전송매체 사이의 물리적 인터페이스를 정의하고 비트 전송을 위한 기계적, 전기적, 수단을 제공하는 계층을 의미합니다.

통신매체와 기기간의 설정을 도와주는 계층이라고 생각하면 편하다. 받아온 데이터를 '전기신호'로 바꾸어 전송하는 역할을 한다.

 

●물리계층의 역할

   1.두 대의 컴퓨터가 통신하기 위해서는 0과 1을 서로 주고 받을 수 있으면 된다.

   2.컴퓨터는 네트워크 관련 연산의 결과로 송신을 위한 0과 1로 된 디지털 신호를 갖고 있다.

   3.컴퓨터의 디지털 신호가 물리 신호로 변하려면 0과 1로 된 디지털 신호를 전선으로 전달해야 한다.

   4.전달을 위해 전기를 이용한 아날로그 신호로 바꾸어주어야 한다.
       4.1. 여기서 사용되는 네트워크 장비가 랜카드이다.
       4.2. 랜카드는 디지털 신호를 변환하고 전선에 해당하는 UTP 케이블로 아날로그 신호를 전달한다.

 

0과 1에 해당하는 아날로그 신호를 보냈으면 일단 물리계층에서 할 일은 끝난다.

 

●코덱(CODEC)이란?

아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔주거나 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔주는 역할을 하는 것을 코덱(CODEC)이라고 부릅니다.

코덱은 encode와 decode의 합성어로 신호를 압축하고 풀어주는 중요한 역할을 담당하고 있습니다.

 

●물리계층이 실제로 구현된 부분

 

위의 사진과 같은 PHY칩에서 물리계층이 실제로 구현되어 있다.

 

●데이터 링크 계층(DataLink Layer) 이란?

OSI 7 계층의 2번째 계층으로 인접한 네트워크 노드끼리 데이터를 전송하는 기능과 절차를 제공한다.. 1계층인 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 감지하고 수정한다.

대표적인 프로토콜로 이더넷Ethernet이 있어요.

 

●데이터 링크 계층(DataLink Layer)의 역할

-Framing

상위 계층인 네트워크 계층에서 구성되는 데이터의 단위를 데이터그램Datagram이라고 한다.

데이터 링크 계층에선 네트워크 계층에서 받아온 데이터그램을 프레임 단위로 만들고 헤더와 트레일러를 추가한다.

• 헤더Header : 목적지, 출발지 주소 그리고 데이터 내용을 정의한다.
• 트레일러Trailer : 비트의 에러를 감지한다.

-회선 제어

신호 간의 충돌이 발생하지 않도록 제어할 수도 있다.

ENQ/ACK 방법을 사용하고 1:1 방식과 Polling 기법을 활용한 1:多 방식이 있다.

 

-흐름 제어

송수신자 간 데이터를 처리하는 속도 차이를 해결하기 위한 제어도 담당한다.

Feedback 방식의 흐름 제어하며 이를 Stop & Wait 방식이라고도 불린다. 상위 계층은 Rate 기반이다.

 

-오류 제어

전송 중에 오류나 손실이 발생하면 수신 측은 에러를 탐지하고 이를 재전송해요.