박시은

(❁´◡`❁)

3 분 소요


[혼자 공부하는 네트워크↗️], 컴퓨터 네트워킹: 하향식 접근 (제8판)을 바탕으로 정리한 글입니다.


1. NIC (Network Interface Controller)

1.1 NIC란?

NIC란 호스트를 통신 매체(케이블, 무선 등)에 연결짓는 인터페이스 역할을 하는 장비로, 호스트가 네트워크(LAN)를 통해 다른 장치와 통신할 수 있도록 해준다.

  • NIC는 통신 매체 신호와 컴퓨터가 이해하는 정보를 상호 변환한다.
    • 통신 매체에 흐르는 신호(빛, 전기 등)를 호스트가 이해할 수 있는 정보로 변환하거나, 호스트가 이해할 수 있는 디지털 기반의 정보를(빛, 전기) 등 다양한 유무선의 통신 매체 신호로 변환할 수 있다.
  • 즉, 호스트와 통신 매체의 중간 다리 역할을 하는 네트워크 장비이다.
  • NIC만 있으면 네트워크를 이용할 수 있기 때문에 “네트워크를 이용할 수 있게끔 하는 하드웨어”로 널리 알려져있다.


NIC는 다양한 명칭으로 불린다.

  • 네트워크 인터페이스 카드
  • 네트워크 어댑터
  • LAN 카드
  • 네트워크 카드
  • 이더넷 카드(이더넷 네트워크인 경우)

오늘날의 NIC는 카드 형태가 아닌 USB 연결이 가능하거나 마더보드에 내장된 형태로 제공된다.


1.2 NIC와 네트워크 인터페이스

호스트가 네트워크를 통해 송수신하는 정보는 NIC를 거치게 되므로, NIC는 네트워크 인터페이스(통로)의 역할을 수행한다.

  • 네트워크 인터페이스마다 MAC 주소를 부여하기 때문에 NIC는 MAC주소를 인식할 수 있다.

  • 따라서 NIC는 다음과 같은 기능을 수행한다.

    • 자신과는 관련 없는 수신지 MAC 주소가 명시된 프레임 폐기한다.
    • FCS 필드를 토대로 오류를 검출해 잘못된 프레임을 폐기한다.


1.3 NIC 속도와 성능

호스트가 네트워크를 통해 송수신하는 정보는 거의 대부분 NIC를 거치기 때문에 NIC가 정보를 처리하는 성능이 네트워크 송/수신 성능에 큰 영향을 미치게 된다.

  • NIC의 지원 속도는 100Mbps부터 100Gbps에 이르기까지 NIC마다 다르다.
  • 따라서 내장된 NIC가 있더라도 높은 대역폭에서 많은 트래픽을 감당해야 하는 환경에서는 고속 NIC를 추가하기도 한다.



2. 케이블(cable)

2.1 케이블이란?

NIC에 연결되는 물리 계층의 유선 통신 매체를 의미한다.

대표적으로 사용되는 케이블은 “트위스티드 페어 케이블”, “광섬유 케이블” 이 존재한다.


2.2 트위스티드 페어 케이블

2.2.1 트위스티드 페어 케이블의 형태

구리 선으로 전기 신호를 주고받는 통신 매체를 의미한다.

  • 크게 커넥터+케이블 본체로 이루어져 있다.

    • 커넥터: 주로 사용되는 커넥터는 RJ-45이다.
    • 케이블 본체: 구리 선이 두 가닥(pair)씩 꼬아진(twisted) 형태이다.


구리선은 노이즈에 민감하다. 따라서 노이즈를 감쇄시키기 위해 아래와 같은 방식을 사용한다.

노이즈? 전기적인 신호를 주고받을 때 외부의 신호에 의해 주고받는 신호가 감쇄하거나 훼손되는 상황.

  • 차폐(shielding)
    • 구리 선 주변을 감싸 노이즈를 감소시키는 방식
  • 브레이드 실드(braided shield) 혹은 포일 실드(foil shield)
    • 차폐에 사용된 그물 모양의 철사와 포일


2.2.2 실드에 따른 트위스티드 페어 케이블의 분류

  • STP(Shielded Twisted Pair): 브레이드 실드로 감싼 케이블
  • FTP(Foil Twisted Pair): 포일 실드로 노이즈를 감소시킨 케이블
  • UTP(Unshielded Twisted Pair): 아무것도 감싸지 않은 구리 선만 있는 케이블


실드에 따른 트위스티드 페어 케이블은 조금 더 상세하게 분류가 가능하다.

  • XX에는 케이블 외부를 감싸는 실드의 종류(하나 혹은 두 개)
  • Y에는 꼬인 구리 선 쌍을 감싸는 실드의 종류


2.2.3 카테고리에 따른 트위스티드 페어 케이블의 분류

카테고리가 높을수록 아래와 같은 장점이 존재한다.

  1. 지원 가능한 대역폭이 높아짐
  2. 송/수신 할 수 있는 데이터의 양이 많아짐
  3. 일반적으로 더 빠른 전송이 가능함


2.2.4 우리 집 케이블 살펴보기🏠

실드에 따른 분류: U/UTP

케이블 외부에도 실드가 없고 내부에도 실드가 없는 아무것도 감싸지 않는 케이블이구나!..🥹

카테고리에 따른 분류: Cat5E

1Gbps 속도가 나오겠네!

우리집 케이블


2.3 광섬유 케이블

2.3.1 광섬유 케이블의 형태

빛(광신호)을 이용해 정보를 주고받는 케이블을 의미한다.

  • 전기 신호를 이용하는 케이블에 비해 속도도 빠르고, 먼 거리까지 전송이 가능하다.
  • 노이즈로부터 간섭받는 영향도 적으므로 대륙 간 네트워크 연결에도 사용된다.


  • 크게 커넥터+본체로 이루어져 있다.
    • 사용되는 커넥터 종류가 다양하다.


2.3.2 광섬유 케이블의 본체 내부

광섬유 케이블 본체 내부는 머리카락과 같은 형태의 광섬유로 구성되어있다.

  • 광섬유는 빛을 운반하는 매체이다.

  • 광섬유 중심에는 코어(core)와 코어를 둘러싸는 클래딩(cladding)으로 이루어져 있다.

    • 코어: 광섬유에서 실질적으로 빛이 흐르는 부분
    • 클래딩: 빛이 코어 안에서만 흐르도록 빛을 가두는 역할


2.3.3 코어의 지름 크기에 따른 광섬유 케이블의 분류

싱글 모드 광섬유 케이블(SMF, Single Mode Fiber)

  • 코어의 지름이 8~10 마이크로미터(µm)

    • (사람의 머리카락 평균두께는 (50~100 µm))

  • 코어의 지름이 작으면 빛의 이동 경로가 하나 이상을 갖기 어렵다. 이를 모드(mode)가 하나(single)라고 표현을 한다.

    • 장점: 신호 손실이 적기에 장거리 전송에 적합하다.
    • 단점: 멀티 모드에 비해 일반적으로 비용이 높다.


싱글 모드 광섬유 케이블은 되도록 일직선으로 빛이 이동하기 용이하게 하기 위해, 파장이 긴 장파장의 빛을 사용한다.


멀티 모드 광섬유 케이블(MMF, Multi Mode Fiber)

  • 코어의 지름이 50~62 마이크로미터(µm)로 싱글 모드보다 크다.
  • 따라서, 빛이 여러 경로로 이동할 수 있다: 모드(mode)가 여러개(multi)
  • 멀티 모드는 싱글 모드보다 전송시 신호 손실이 클 수 있기에 싱글 모드에 비해 장거리 전송에는 부적합하다.

  • 멀티 모드 케이블은 싱글 모드에 비해 단파장의 빛을 사용한다.


2.3.4 케이블 색상으로 분류하는 싱글모드와 멀티모드

케이블 색상으로 싱글 모드를 구분할 수 있다.

  • 싱글 모드 광섬유 케이블의 본체: 노란색, 파란색
  • 멀티 모드 광섬유 케이블의 본체: 오렌지색, 아쿠아색


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