목차
Physical Layer
통신방법
물리적 연결 구축 → 통신가능. 0.1bit 전기적 신호 또는 waveform 송수신 전달
네모박스 switch, 동그란엑스 router 내부 lan에서 isp(internet service protocol : skt, kt, lg)의 라우터로 모인, 물리적선으로 연결된 외부 lan으로 전송.
ISP ↔ ISP 물리적 연결로 송수신 가능
ISP 거치지 않으면 통신 불가능. ISP 안에서는 WAN switch를 이용헤 보다 넓게 통신
ISP 외부 LAN 라우터 → 내부 LAN 스위치 ptop WAN으로 연결된 케이블로 통신해 데이터 전달
LAN과 LAN끼리
underlying LAN and WAN technology
데이터링크가 물리계층에게 bit 정보 전기적신호를 보낸다. 물리계층은 전기적 신호를 제어한다
Transmission media 전송체
물리계층보다 더 하위개념. 물리계층으로부터 제어를 받음. 신호 송수신방법 정의
원래 비트였던 신호를 sender → reciver 전달하는 물체
reciver은 신호를 비트로 변환해 정보를 처리한다
ex. 유선케이블, 무선공기
signals
전달 신호 타입
- 아날로그 : f(t) = cos 2πt
- t에 따라 전기적 세기가 변한다. period주기 : 1sec, frequency주파수 : 2π
- 넓은 범위, 다양한값, 연속성 continues value
- 디지털 : 비주기적인 aperiodic. 사전에 정의되어 있는 값. 0,1
- 100% 디지털 속성이 아닌, 아날로그이지만 디지털 유사하게 변환한 함수그래프
- time과 수평하게 지나갈때 아날로그 형태를 지님.
Digital signals 전기신호
- 주기가 없는 신호. nocycle. 주기와 주파수를 고려하지 않는다.
- time 이 아닌 주파수에 따른 함수 그리기 푸리에변환
- bit rate : # of its in 1sec = 1초동안 몇개의 비트가 전송되었는지
- bits per second = bps 단위
- 비트수 높음 → 속도 높음 → bps 높음
- 1초에 8bits를 전송하면, bit rate = 8bps. level은 0,1비트를 가지는 2개로 구성
- 1초에 16bits를 전송하면, bit rate = 16bps. level은 00,01,10,11비트를 가지는 4개로 구성
- 8bit → 신호비트 한자리, 2배~
- 1초에 32bit를 전종하면, bit rate = 32bps, level은 0000,…
Wired transmission media 유선전송매체
선을 꼬은 이유는 전기적 신호가 다른 선의 간섭을 최소화 시키기위해서!
외부간섭방지. 8cables → 4pair 쌍으로 꼬음
UTP
Unshielded twisted pair. 보호층metalshield 없음. 이더넷 네트워크, 전화회선, 비용저렴 일반적 사용
STP
shielded twisted pair. 보호층metalshield 있음. 고요구사항 환경. 의료시설, 제조업
감쇄기, 증폭기
dB(Decibel 데시벨) : 감쇄, 증폭 표시하기 위한 수치적 표현.
dB = 10log10(p2/p1) = p2는 비교시점, p1은 기준지 original
- Attenuation 감쇄기 : 신호가 전송매체를 통화함에 따라 신호의 세기가 줄어드는것. 내부저항, 거리, 외부간섭, 노이즈로 인한 에너지 손실
- p2<p1 ⇒ p2/p1 < 1 ⇒ a < 0dB
- Amplification 증폭기 : 신호의 세가를 증가시김. 증폭기 전자(회로)장치를 사용
- p2>p1 ⇒ p2/p1 > 1 ⇒ a > 0dB
Wireless transmission media 무선통신매체
공기중 음파 0과 1 비트정보 송수신
Microwave
- 공기중으로 주파수를 송신한다
- wavelength : 1~ 300GHz를 가진다
wifi : 2.4GHz, 5.4GHz를 가진다고 했을때 frecuency도메인 측면에서 주파수 함수를 그려보면, 벨모양 중앙집중형 함수가 그려ㅣㄹ꺼고, 제일 많은 양의 주파수를 사용하는 값은 2.4GHz가 될 것이다. f(t) 벨모양, f(f) 일직선 푸리에 변환
주파수의 영역대를 아주 잘게 쪼개서 개인에게 할당해서 사용하는 방법 5G, lte
ex. 전자레인지 주파수 영역대 2.4~2.5GHz, 핸드폰 와이파이 2.4GHZ 주파수를 가까이서 사용을 하면, 동시 사용시 신호간의 간섭이 발생한다
파장이 넓을수록 주기는 적고 주파수 값은 낮고, 파장이 좁을수록 주기는 빈번하고 주파수 값은 높다
전자기파는 비트를 어떻게 전송하는가? 시간에 따라 신호의 세기가 달라진다. 세기가 클때는 bit = 1, 약할때는 bit = 0. 0과 1을 구분하여 전자기파 세기를 측정
Dataflow 컨트롤
simplex
- 단방향 일방향 통신. 브로드캐스트
- tv송신, 라디오
Half duplex
- 반(만)양방향 통신, 동시X 순차적O time1, 2가 존재. 번갈아서 전송 수신 역할을 수행
- 무선기
Full duplex
- 양방향 통신. 동시O all time.
- 전화, 채팅
- Time division 시간분할방식 TDD : 주파수 대역을 동적으로 할당하는 유연성. 전체 대역폭을 작은 타임슬롯으로 나누고, 전송과 수신을 할당해 교대로 처리한다
- Frequency division 주파수 분할 방식 FDD : 서로 다른 주파수 대역을 사용하여 동시에 수행한다.
패킷 전송 과정
패킷 : 데이터를 전송하는 작은 단위. 데이터세트는 패킷으로 분할되어 전송되고, 목적지로 라우팅 되어 다시 재형성해 원래의 데이터로 복원. 출발지, 목적지 주소가 포함되어있음
패킷의 길이 / 속도 bps(bit rate) = 패킷 전송 딜레이 지연 계산
패킷의 길이가 길면, 속도의 한계가 존재한다
링크전송속도 link transmission rate = 링크 대역폭 link bnadwidth = 링크 범위 link capacity
NIC : network interface card 네트워크 인터페이드
신호를 비트로 변환 == lan 카드 → 통신성능 좌지우지
물리계층에서 데이터링크 계층으로 이동하기 위한.
sender의 연산을 하는 cpu에서 데이터를 송신할 비트를 NIC에 들어가면, 신호signal로 변환해서 transmission media 전송매체를 타고 reciver의 NIC에 들어간다. NIC는 신호를 비트로 변환해서 reciver의 cpu에 데이터를 전달한다