Wi-Fi가 공중으로 데이터를 보내는 방식

와이파이를 사용하면 전파를 공기 중으로 전송하여 케이블 없이 장치를 네트워크에 연결할 수 있습니다. 무선 장치는 구리선을 통해 전기 신호를 보내는 대신 액세스 포인트와 전파를 주고받습니다. 이 단원에서는 와이파이가 공기를 통해 네트워크 트래픽을 전달하는 기본 원리를 설명합니다. 이는 이후에 다룰 모든 무선 네트워킹의 기반입니다.

와이파이는 변조라는 과정을 사용하여 0과 1로 이루어진 데이터를 전파에 부호화합니다. 장치는 파동의 특성을 변화시켜 비트를 나타내고 이를 전송하며, 수신기는 파동을 다시 데이터로 해석합니다. 이는 라디오와 TV 방송의 기본 원리와 같지만, 장치와 액세스 포인트 사이의 양방향 네트워크 통신에 적용한 것입니다.

대부분의 와이파이 네트워크에서 중심이 되는 장치는 액세스 포인트(AP)입니다. AP는 무선 클라이언트가 연결하는 무선 허브이며, 일반적으로 케이블을 통해 뒤쪽의 유선 네트워크에 연결됩니다. 휴대전화는 공기를 통해 AP와 통신하고, AP는 해당 트래픽을 유선 LAN과 인터넷으로 전달합니다. 가정에서는 AP가 라우터에 내장된 경우가 많습니다.

각 와이파이 네트워크는 SSID(서비스 세트 식별자)라는 이름을 알립니다. 휴대전화에서 와이파이를 선택할 때 보이는 네트워크 이름으로, HomeNet이나 CoffeeShop 같은 이름입니다. AP는 장치가 네트워크를 찾아 연결할 수 있도록 SSID를 브로드캐스트합니다. 넓은 영역을 커버하기 위해 여러 AP가 하나의 SSID를 공유할 수도 있으므로, 장치는 하나의 네트워크 이름 아래에서 AP 사이를 이동할 수 있습니다.

연결하려면 클라이언트가 액세스 포인트와 연결합니다. 장치는 사용 가능한 네트워크를 검색하고 SSID를 선택한 다음, AP가 자신을 구성원으로 인식하도록 인증 및 연결 절차를 진행합니다. 연결이 완료되고 필요한 보안 핸드셰이크까지 마치면 장치는 해당 AP를 통해 데이터를 주고받을 수 있습니다. 이 연결은 무선 환경에서 케이블을 스위치 포트에 꽂는 것과 같습니다.

유선 스위치 포트와 달리 와이파이는 공유 반이중 매체입니다. 모두가 같은 공중 공간을 공유하므로 어느 순간이든 한 채널에서 전송할 수 있는 장치는 하나뿐입니다. 장치들은 차례로 전송합니다. 하나의 AP에 클라이언트가 많을수록 공중 매체를 더 많이 나누어 사용해야 하므로, 와이파이가 혼잡하면 느리게 느껴집니다. 좋은 설계에서는 클라이언트를 여러 AP와 채널에 분산합니다.

장치들이 공중 매체를 공유하기 때문에 와이파이는 CSMA/CA(반송파 감지 다중 접속/충돌 회피)를 사용합니다. 장치는 전송하기 전에 채널이 비어 있는지 확인하고, 다른 장치의 전송을 방해하지 않도록 신호를 사용합니다. 충돌을 감지할 수 있는 유선 이더넷과 달리 무선 장치는 일반적으로 충돌을 감지할 수 없으므로, 애초에 충돌을 피하는 데 집중합니다.

전파는 거리가 멀어질수록 약해지며 벽, 바닥, 금속, 심지어 사람에 의해서도 차단되거나 약해집니다. 이를 감쇠라고 합니다. AP에서 멀어지거나 경로에 장애물이 많을수록 신호가 약해지고 연결 속도가 느려집니다. 연결을 유지하기 위해 장치가 더 느리지만 안정적인 전송 방식으로 전환하기 때문입니다.

와이파이는 완전한 양방향 통신을 지원하므로 장치는 공기를 통해 데이터를 보내고(업로드) 받습니다(다운로드). 공중 매체는 신뢰할 수 없기 때문에 AP와 클라이언트는 수신을 확인하는 작은 승인 프레임과 데이터를 계속해서 주고받습니다. 간섭으로 프레임이 손실되면 다시 전송합니다. 이러한 양방향 통신 덕분에 무질서하고 공유되는 전파 환경에서도 무선 연결이 안정적으로 유지됩니다.

대부분의 와이파이는 인프라 모드로 작동하며, 모든 장치가 유선 네트워크와 연결되는 중앙 액세스 포인트를 통해 통신합니다. 더 단순한 대안은 애드혹 모드입니다. AP 없이 두 장치가 직접 통신하는 방식으로, 빠른 피어 투 피어 연결에는 유용하지만 확장성이 없습니다. 일반적인 기업 및 가정용 와이파이는 액세스 포인트를 중심으로 구축된 인프라 모드를 사용한다는 점을 Network+ 시험에서 알아야 합니다.

와이파이가 공유 반이중 매체를 사용하는 전파라는 점을 이해하면, 거리가 멀어질수록 느려지는 이유, 혼잡한 네트워크가 답답하게 느껴지는 이유, 간섭이 중요한 이유를 설명할 수 있습니다. 액세스 포인트는 무선 공중 매체와 유선 네트워크를 연결하고, 장치는 SSID를 통해 연결하며, CSMA/CA는 장치 간 충돌을 방지합니다. 이러한 기본 개념은 앞으로 배울 모든 무선 주제의 토대입니다.

와이파이 기본 사항을 테스트해 보십시오.

와이파이는 변조를 사용하여 전파로 데이터를 공기 중에 전송합니다. 액세스 포인트(AP)는 무선 클라이언트를 유선 네트워크에 연결하고 SSID(네트워크 이름)를 브로드캐스트합니다. 장치는 AP와 연결하여 네트워크에 참여합니다. 와이파이는 공유 반이중 매체이므로 장치들은 차례로 사용하며, 충돌을 방지하기 위해 CSMA/CA를 사용합니다. 거리가 멀어지고 장애물이 생기면 신호가 약해지고(감쇠), 손실된 프레임은 다시 전송됩니다.