낮은 엔트로피 사회

Network Interface Card라고 불리는 하드웨어로 데이터링크 계층에 해당하는 장치이다. 

물리계층의 기능도 수행함. 

컴퓨터 메인보드(마더보드)에 내장되어있거나 추가 슬롯을 장착할 수 있다. 

랜카드는 애플리케이션 계층부터 시작해서 각 계층을 타고 내려온 최종 디지털 데이터인 프레임을 아날로그 데이터로 바꾸기도 하고 

전달받은 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 바꾸기도 한다. 

랜카드는 MAC주소(전세계에서 유일한 주소)를 갖고 있다. 

케이블을 타고 아날로그 데이터가 랜카드에 전달되면 랜카드는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 

무선랜카드는 전파를 통해 전송되는 아날로그 데이터를 디지털데이터로 변환한다. 

디지털 데이터에서 데이터링크 헤더에 적힌 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 일치하는지 비교한다. 

일치하면 CPU에게 데이터가 왔다고 알려주고, 일치하지 않으면 버린다. 

랜카드는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 바꿔주고 필요한 데이터반 받는 중요한 장치이다. 

2대 이상의 컴퓨터가 서로 통신하려면 서로를 연결하는 케이블이나 전파가 있어야 한다. 

물리적으로 데이터를 전송하는 매체라 물리 계층에 해당한다. 

케이블은 물리 계층! 

케이블은 3가지로 나뉜다. 

1. UTP 케이블

- 흔히 랜선이라고 부르는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 케이블 

- 데스크톱이나 노트북에 유선 인터넷을 연결하는 경우 대부분 UTP 케이블을 사용한다. 

- Unshielded Twisted Pair(UTP)의 약자로 쉴드로 감싸지 않은 꼬인 구리쌍이라는 뜻이다. 

- 총 4개의 쌍에서 1개의 쌍은 송신용, 한개의 쌍은 수신용으로 사용했지만, 더 빠른 속도를 위해 나머지 쌍도 송신용, 수신용으로 사용한다. 

- 총 2개의 쌍은 송신용, 나머지 2개는 수신용이다. 총 8가닥으로 이뤄진 4쌍 

- 송수신용이 따로 구분되었기 때문에 전이중 통신이 가능한 케이블이다. 

- 가격 저렴, 성능 좋음, 배선하기 편함 

2. 동축 케이블 

- 중앙에 데이터를 전송하는 구리 선을 감싼 케이블

- 자기장 간섭이 적어 UTP케이블보다 더 멀리 전송할 수 있다. 

- 하지만 선이 하나이기 때문에 반이중 통신만 가능하다. 

- 예전엔 랜카드에 동축 케이블을 연결하는 BNC 단자가 있었지만, 이제는 보기 힘들다. 

- 중국이나 유럽에서는 아직 많이 사용한다고함

- 우리나라에서는 TV나 안테나에 사용돼서 안테나 선이라고도 부른다. 

- UTP케이블보다 설치하기 어렵고 비싸다.

3. 광케이블 

- 광케이블은 유리나 플라스틱으로 만들어진 케이블로 빛을 이용하는 케이블이다. 

- 빛을 이용하기 때문에 외부 간섭이 없어 전기를 이용하는 것보다 더 많이 더 빨리 전송 할 수 있다. 

- 전기는 데이터를 빨리 보내면 왜곡이 생기므로 전송속도의 한계가 있지만 빛은 그렇지 않음! 

- 하지만 구부림에 약하고 전기신호를 빛 신호로, 빛 신호를 전기신호로 바꾸는 트랜시버가 필요하다는 단점이 있다. 

미국에 데이터를 보낸다는 것은 물리적인 무언가를 미국으로 보낸다는 말이다.

여기서 물리적은 무언가는 어떤 것일까? 

전기 신호 아닌가? 0과1?

이게 전부는 아니다! 

네, 전기 신호로 보낼 수 있다! 하지만 이게 전부는 아니다. '전자기파'로도 보낼 수 있다. 

즉, 물리적인 무언가는 전기, 전자기파(빛, 전파)를 말한다. 

일반적으로 전기 신호는 케이블을 이용해 보낸다. 

전압을 측정해 전압이 낮으면 0. 높으면 1로 해석한다. 

(3v 보다 높으면 1, 3v보다 낮으면 0으로 해석한다)

근데 전기는 에너지 아닌가.. 신호를 보내는 방식이라고 하기엔 좀 이상해 보여..

전기는 에너지이기도 하지만 그 자체로 신호다. 

전기의 투입은 에너지 투입이자 신호의 투입이라고 말할 수 있다. 

그럼 전자기파는 뭘까요? 

무전기 같은게 이용하는 전파 아닌가? 

전파는 전자기파의 일종이다. 

전자기파는 전파보다 더 넓은 스펙트럼을 갖고 있다. 

전자기파는 진동수, 즉 주파수에 따라 구분하는데 우리가 보는 빛이라는 것은 가시광선이다. 

우리가 전파라고 말하는 것은 우리가 보지 못하는 영역의 주파수 대역대로 전자기파의 일종이다. 

전자기파를 이용한 통신은 가시광선을 이용하는 광섬유, 즉 유선 통신이 있고 

전파를 이용하는 무선 통신이 있다. 

이렇게 어떤 신호를 전송하기 위해서는 물리적인 무언가가 필수적이다. 

이런 것들은 수학, 물리학, 전자공학 등의 여러 학문 덕분에 가능해졌다. 

물리계층

전기 신호와 전자기파 신호와 같은 물리적 신호를 아날로그 신호라고 부르는데, 

전자기기가 처리하기 위해서는 디지털 신호로 바꿔줘야 한다. 

물리 계층은 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸고 목적지까지 아날로그 신호를 전달한다.

목적지에서는 받은 아날로그 신호를 다시 디지털 신호로 바꾸는 처리를 한다. 

<정리>

- 물리적인 작업(미디어 타입, 커넥터 타입, 신호표현 방법 등)을 담당하는 계층

- 아날로그 데이터(전기, 전자기파)를 전송하거나 아날로그 데이터를 디지털 데이터로, 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환을 담당. 

데이터링크 계층 

- 같은 네트워크에서 목적지를 구분하는 계층이다. 

- MAC 주소를 이용해 연결된 컴퓨터를 구분하고 정확히 전송할 수 있다. 

- 물리 계층과 아주 밀접한 관계에 있는 계층으로 정확히 분리하기 힘든 경우도 있다. (대표적으로 랜카드)

전송방식에 따른 통신의 종류를 알아보자. 

단방향(Simplex) 통신 

- 송신측에서 수신측으로만 데이터를 보낼 수 있다. 

- TV, 라디오 등에서 사용한다. 

- 송신측이 수신측으로부터 어떠한 데이터를 받지 않기 때문에 수신측에서 문제가 발생해도 송신측에서 알 수 없다는 단점이 있다. 

반이중(Half duplex)통신

- 송신을 하는 동안엔 수신을 할 수 없고, 수신을 하는 동안엔 송신을 할 수 없는 통신 

- 무전기가 대표적이다. 

- 한 노드가 데이터 전송을 하고 송신을 종료하는 신호를 보내면 그제야 수신측은 송신을 할 수 있다.

전이중(Full duplex)통신

- 송신과 수신을 동시에 할 수 있다. 

- 전화기가 대표적! 

유니캐스트 

- 노드끼리 1:1 통신 

- 한 노드가 다른 노드들에 모두 데이터를 전송하는데 목적지 주소가 아닌 노드들은 메시지 버림 

- 주소를 확인하는 작업은 랜카드가 하므로 CPU에 부담을 주지 않는 방식이다. 

브로드캐스트

- 출발지에서 연결된 모든 노드에게 데이터를 전송한다.

- 목적지는 모든 노드 

- 모든 노드는 데이터를 수신하고 랜카드가 인터럽트를 발생시켜 CPU에서 이 데이터를 처리할지 말지를 결정한다. 따라서 CPU에 부하를 주게 된다. 

- 브로드캐스트가 많이 발생하는 네트워크라면 네트워크 구성을 변경해야 한다. 

멀티캐스트

- 1:N으로 데이터를 전송하는 방식

- 유니캐스트와 브로드캐스트의 단점을 보완 

- 10개의 노드가 있다면 그중에 7개만 보내고 싶다고 하면, 만약 유니캐스트라면 목적지를 주소2,3,4,5,6,7 로 총 7번 보내야 한다. 유니캐스트는 데이터를 전송할 노드가 많아진다면 출발지에서 데이터를 여러번 보내야 하고 , 모든 노드의 트래픽이 증가한다. 

- 브로드캐스트를 이용한다면 출발지에서 모든 노드로 한 번의 전송만 발생한다. 7개의 노드는 필요하니 정확히 받았는데 나머지 2개는 필요없는 데이터를 수신하게 된다. CPU 성능에 부하를 줄 수 있다. 

- 이렇게 일부 그룹에만 데이터를 전송할떄 유니캐스트, 멀티캐스트는 단점을 가진다. 

- 멀티캐스트는 이런 면에 강하다. 데이터를 받고자 하는 그룹을 만들어 해당 그룹원에게만 데이터를 전송한다. 

- 하지만 장비가 멀티캐스트 기능을 지원해야만 쓸 수 있다. 

애니캐스트

- 연결된 노드 중 가장 가까운 노드에만 전송 

- 브로드캐스트의 단점을 보완하기 위해 등장. IPv6에서 사용된다.