8. 무선 랜과 와이파이

무선 랜 이해하기

 

지금까지는 유선인 랜선 방식의 네트워크에 대해 알아보았다. 이제는 랜선을 사용하지 않고, 전파를 이용해서 무선으로 네트워크를 형성하는 방법을 많이 사용한다. 가령 카페에 갔을 때, 라우터와 스위치에 랜선을 꼽고 노트북을 해야 한다면 이토 준지 만화처럼 기괴한 모습으로 모여 앉아 노트북을 하는 사람들을 볼 수 있을 것이다.

 

무선 랜을 사용하면 귀찮게 랜선을 꼽을 필요가 없고, 랜선이 닿기 어려운 상황에서도 전파로 통신할 수 있다. 그러나 유선보다 속도가 불안정하고, 전파가 약하면 통신이 잘 끊기며, 해킹 위험이 높아진다. 

 

 

무선 랜

 

무선 액세스 포인트(WAP, Wireless Access Point)와 무선 클라이언트(스마트폰, 노트북 등)으로 구성된다. WAP은 무선 공유기, 무선 AP라고도 부른다. 

 

클라이언트가 WAP과 통신하려면 무선 랜 칩과 무선 랜 어댑터가 필요하다. 최근에는 클라이언트에 무선 랜 칩이 대부분 내장되어 있다. 무선 랜 어댑터에는 USB 포트에 꽂아 사용하는 USB 메모리 방식과 컴퓨터 카드 방식이 있다.  

 

집에서는 흔히 인터넷 공유기(브로드밴드 라우터, 무선 랜 기본 지원)를 구비해놓고 무선 랜으로 통신한다. 대부분의 인터넷 공유기에 WAP 기능이 포함되어 있다. 

 

 

 

 

 

무선 랜 연결 방식

무선 랜 연결 방식에는 첫째로 인프라스트럭처(infrastructure) 방식이 있다. 스위치에 연결된 WAP을 중심으로 근처 기기들이 접속하는 것이다. 일반적으로 인프라스트럭처 방식을 가장 많이 사용한다. 둘째는 애드혹(ad hoc) 방식이 있다. 무선 클라이언트끼리 직접 통신하는 방식이다. 산악 지역의 긴급 구조, 전쟁 상황 등 비상시에 클라이언트들이 자율적으로 네트워크를 구성하는 것이다. 

 

 

무선 랜 규격

무선 랜은 IEEE802.11 표준화 기술 규격을 준수하는 기기로 구성되어 있다 IEEE802.11ad, ac, n, a, g, b 규격이 있다. WAP과 클라이언트의 무선 랜 규격이 다르면 서로 통신할 수 없다. 

 

 

SSID

WAP과 클라이언트가 통신할 때 내부에서는 어떤 일이 일어날까? 이 둘을 연결하려면 SSID(Service Set IDentifier, 서비스 세트 식별자)를 설정해야 한다. SSID는 무선 랜을 통해 전송되는 패킷의 각 헤더에 붙는 고유 식별자로, 하나의 무선 랜을 다른 무선 랜과 구분하는 역할을 한다. 그리고 네트워크 이름, 인증, 암호화, 암호화 키를 설정해야 한다. 이런 설정을 해 둬야 클라이언트가 자동으로 WAP를 찾아서 통신할 수 있기 때문이다. 

 

WAP는 자기를 알리는 신호인 비컨(beacon)을 네트워크에 있는 모든 기기에 주기적으로 전송한다. 클라이언트는 비컨을 잡아 무선 랜 연결을 시작한다. 우선 클라이언트는 자신이 받은 SSID와 WAP의 SSID가 동일한지 문의한다. 그 다음으로 인증 방식이 올바른지 확인되면 클라이언트는 WAP에 연결을 요청하고 승인을 받아 통신이 가능하게 된다.  

 

 

채널 

WAP과 클라이언트 사이 거리가 멀어지면 전파가 약해져서 접속에 장애가 생기거나 통신 속도가 느려질 수 있다. 이런 이유로 WAP을 여러 대 설치한다.

 

무선 랜은 여러 기기를 동시에 연결할 수 있도록 채널(주파수 대역)을 분할한다. 만약 무선 공유기A와 노트북이 통신할 때, 무선 공유기A와 노트북은 모두 같은 채널을 설정해야 한다.

 

하지만 무선 공유기B가 추가로 설치된다면, 무선 공유기A와 무선 공유기B는 서로 다른 채널을 설정해야 한다. 무선 공유기들이 보내는 전파가 서로 겹치는 환경에서 채널까지 같으면 전파 간섭이 생기고 통신 속도가 느려지기 때문이다. 같은 채널을 사용하는 무선 공유기들끼리 전파를 겹치지 않게 하려면 물리적 거리를 떨어뜨려야 한다. 

 

한편, IEEE802.11b와 IEEE802.11g는 채널의 일부가 같기 때문에 서로 다른 채널로 설정해도 간섭이 생길 수 있어 주의해야 한다. 

 

 

 

 

책의 내용은 여기까지다. 그런데 여기까지 오고나니 한 가지 생각이 머릿속을 맴돈다.

 

 

그럼...와이파이는 뭐지?

 

 

Wi-Fi는 IEEE802.11에 기반한 무선 통신 프로토콜이다. 와이파이를 이용한 무선 랜을 WLAN이라고 한다. 비유하자면, IEEE802.11는 '직각삼각형 빗변의 제곱이 나머지 두 변의 제곱의 합과 같다'는 논리이고, 와이파이는 여기에 '피타고라스의 정리'라는 이름을 붙인 것이다. 나는 아래와 같은 구조로 이해했다.

 

 

무선 통신
    ㄴ무선 랜 { 무선 공유기(WAP 기능 탑재)로 실현 / 와이파이 프로토콜(IEEE802.11 규격 기반) 사용}

  

 

뭐... 5G나 LTE 등등 관련 개념은 더 있겠지만 어차피 본질은 무선 통신을 가능하게 하는 것이다. 그래서 따로 정리는 안하겠다. 필요할 때가 있으면 검색해서 추가할 것이다. 네트워크 기초 공부 재밌었다~. 

 

 

 

 

 

 

 

 

* 이 게시물은 미즈구치 카츠야의 책 '모두의 네트워크'에 담긴 내용을 개인 공부 목적으로 정리한 것입니다.

 

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