무선 네트워크

무선 네트워크

• 연결 매체: 전파
• 표준: 802.11/wifi
• 장비: AP

전파와 주파수

• 전파(radio wave)
  • 무선 네트워크의 연결 매체
  • 약 3kHz부터 3THz 사이의 진동수를 갖는 전자기파 (눈에 보이지 않는 전자기파의 일종)
  • 서로 다른 전파 신호가 같은 공간에 존재할 수 있음
  • 인위적 / 자연적으로 생성되고 관측 -> 자연적 전파에 의한 잡음

• 주파수 대역
  • 서로 다른 전파 신호를 구분할 수 있는 방법
  • 어떤 주파수 대역을 어떻게 사용할지는 나라마다 상이
  • 서로 다른 전파 신호를 구분할 수 있도록 대역을 분배
  • 방송용 주파수, 위성 통신용 주파수, 항공/해양 통신을 위한 주파수 등

와이파이와 802.11

• LAN 환경에서의 무선 통신은 IEEE 802.11로 표준화
  • 802.11b, 802.11g처럼 숫자 802.11 뒤의 알파벳으로 다양한 규격 표현
  • IEEE 802.11 표준은 대부분 2.4GHz, 5GHz 대역을 사용
  • 무선 네트워크를 이용할 때(와이파이를 선택할 때) 2.4G/2.4GHz, 5G/5GHz라는 글자가 자주 보이는 이유

• IEEE 802.11 버전에 따라 주파수, 전송 속도, 대역폭, 전송 가능 거리 등이 달라짐
• IEEE 802.3 버전에 따라 네트워크 장비의 종류와 속도 등이 달라지듯

표준 규격	주파수 대역	전송 속도
IEEE 802.11a	5GHz	54Mbps
IEEE 802.11g	2.4GHz	54Mbps
IEEE 802.11n	2.4/5GHz	450Mbps
IEEE 802.11ac	5GHz	6.9Gbps
IEEE 802.11ax	2.4/5/6GHz	9.6Gbps
IEEE 802.11be	2.4/5/6GHz	46.1Gbps

 

 

[참고] 2.4GHz 와이파이 vs 5GHz, 와이파이, 무엇이 더 좋은가요?

• 송수신 속도 : 5GHz 와이파이 > 2.4GHz 와이파이
• 회절성(장애물의 영향) : 2.4GHz 와이파이 > 5GHz 와이파이
  • 회절은 파동이 장애물이나 좁은 틈을 통과할 때, 파동이 그 뒤편까지 전파되는 현상
• 장애물이 많다면? 2.4GHz 와이파이
• 장애물이 적은 상황에서 속도가 필요하다면? 5GHz 와이파이

 

와이파이와 802.11

• 그렇다면 와이파이(Wi-Fi)는 무엇일까?
  • IEEE 802.11 표준을 따르는 무선 LAN 기술
  • 본래는 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)라는 비영리단체의 트레이드 마크(브랜드)
  • '와이파이 4', '와이파이 5' 등의 세대가 있고, 각 세대는 각기 다른 IEEE 802.11 표준 규격을 준수

세대 이름	표준 규격
Wi-Fi 7	IEEE 802.11be
Wi-Fi 6	IEEE 802.11ax
Wi-Fi 5	IEEE 802.11ac
Wi-Fi 4	IEEE 802.11n

 

'인증 마크' 역할을 하는 와이파이

• 와이파이 인증 마크 = 해당 제품이 준수하는 특정 IEEE 802.11 규격, 다른 제품과의 호환성
• 무선 LAN 제품을 개발한 회사는 인증 시험을 거쳐 Wi-Fi 인증과 인증 로고 사용 권한 획득

같은 주파수 대역을 사용하는 여러 무선 네트워크의 구분을 위해서

• 채널(channel)
  • 주파수 대역은 채널(하위 주파수 대역)로 한 번 더 세분화되고, 해당 채널 대역에서 통신이 이루어짐
  • 채널은 번호가 할당(자동/수동)
  • 같은 공간에서 같은 대역의 서로 다른 네트워크를 구성하거나 간섭 없는 채널 보장

 

 

AP와 서비스 셋

• AP(Access Point)
  • 무선 통신 기기들을 연결하여 무선 네트워크를 구성하는 장치
  • 예) 가정의 무선 공유기
  • 일반적으로 AP에는 유선 연결 매체를 연결할 수 있는 지점도 함께 제공
  • 유선 네트워크와 무선 네트워크의 연결을 담당 역할도 수행

 

 

• 인프라스트럭처 모드(infrastructure mode)
  • AP를 경유하여 통신이 이루어지는 무선 네트워크 통신 방식
  • 오늘날 많은 무선 LAN이 AP가 중개하는 인프라스트럭처 모드로 동작

 

애드 혹 모드(Ad Hoc mode) - AP의 간섭 없이 호스트 간에 일대일로 통신하는 무선 통신 모드

 

 

 

• 서비스 셋(Service Set)
  • 무선 네트워크를 이루는 AP와 여러 장치들의 집합
  • 같은 서비스 셋에 속한 장치들은 같은 무선 네트워크에 속함
• 서비스 셋 식별자(SSID, Service Set Identifier)
  • 서비스 셋을 구분짓는 수단
  • 무선 네트워크를 지칭하는 고유한 이름

• 비콘 프레임(beacon frame)
  • AP는 불특정 다수 모두에게 자신을 알리는 브로드캐스트 메시지를 주기적으로 전송
  • 비콘 프레임 안에는 SSID와 AP의 MAC 주소 등이 포함