개념 사전 · 개념

Ethernet PHY·속도·Duplex

Ethernet PHY · 이더넷 물리 계층

는 케이블·광 매체의 신호와 디지털 프레임 처리를 연결하는 물리 계층 기능이다. 속도·매체·Duplex·자동 협상은 연결 조건이며 현대적인 전이중 스위치 링크를 과거 공유 반이중 충돌 모델과 구분해야 한다.

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01무엇이고, 어떤 일을 하나

물리 호환성 준비
포트·트랜시버·케이블 규격과 거리·광 조건을 맞춘다. RJ-45나 광 커넥터 모양이 맞는 것만으로 지원 파장·속도·배선이 모두 일치한다고 판정하지 않는다.
링크 조건 결정
지원되는 자동 협상 또는 의도한 고정 설정으로 양 끝 속도·duplex를 정한다. 특히 일부 10/100환경의 한쪽 고정·한쪽 자동 조합은 상대 duplex를 제대로 판단하지 못하는 불일치를 만들 수 있다.
프레임 신호 전송
MAC이 만든 프레임이 PHY 신호로 변환되어 매체를 지나고 상대가 복원한다. 전송 비트율과 응용 처리량은 프레임 헤더·IFG·패딩·상위 프로토콜 때문에 같지 않다.
오류와 변화 관측
링크 전환·수신 FCS·alignment·출구 drop을 분리해 시간에 따른 증가량을 본다. 잘못된 프레임은 NIC가 버려 일반 캡처에 남지 않을 수 있으므로 인터페이스 통계가 별도 증거다.

: 양방향을 동시에 전송할 수 있는 링크 동작으로 정상적으로 충돌 검출을 사용하지 않는다.
: 공유 매체 접근과 충돌 처리가 필요한 전통적 동작이다.
: 양 끝 지원 능력과 조건을 교환하여 링크 동작을 정하는 기제다.
: 반이중 에서 매체 감지·송신·충돌 검출과 재시도를 수행하는 규칙이다.
: Data Circuit-terminating Equipment다. 직렬 링크 실습에서는 회선 측과 클록 제공 역할을 구분하는 표현으로 사용한다.
: Data Terminal Equipment다. 직렬 링크에서 회선을 이용하는 단말 측 역할을 나타낸다.
: 구리 포트가 송수신 배선 구성을 자동 조정하여 straight·crossover 케이블 선택을 완화하는 기능이다.

1Gbps에서 64바이트 프레임에 preamble/SFD8과 IFG12바이트 시간을 더하면 84바이트 주기다. 초당 약 1,488,095 프레임이며 비트율이 같아도 큰 프레임보다 조회·버퍼 처리가 많아진다.
한쪽 100/full과 다른 쪽 duplex 판정이 half인 불일치에서는 성능 저하·FCS·late collision 등의 증거가 나타날 수 있다. 정확한 카운터 양상은 플랫폼 문서와 양 끝 출력을 함께 본다.
CRC 없이 출력 drop만 증가한다면 케이블보다 출구 혼잡·버스트·큐 한계가 원인일 수 있다. 평균 사용률이 낮아도 짧은 버스트가 버퍼를 넘는 경우가 있으므로 장기 평균만으로 혼잡을 배제하지 않는다.

Collision Domain을 스위치 의 Broadcast Domain과 같은 경계로 보지 않는다. 물리 매체 공유·duplex와 논리 방송 범위는 다른 축이다.
모든 속도에서 반이중을 지원한다고 가정하지 않는다. 제품의 지원 조건과 규격을 확인하고 과거 허브 환경의 설명을 전이중 링크에 그대로 적용하지 않는다.

헤더 구조, 설정 예시, 수치 계산과 수업 캡처는 아래 노트에서 이어집니다.

기초 개념과 동작 설명을 대조한 자료입니다. 제품 버전과 실제 설정에 따른 차이는 본문 및 원문에서 확인하세요.