무선 랜(Wireless Local Area Network)

 

1. 무선 랜

무선 LAN(Wireless Local Area Network, WLAN)은 유선(랜 케이블) 없이 무선 신호(전파[라디오 주파수]나 적외선)을 통해 네트워크에 연결된 장치(컴퓨터, 스마트폰 등)들이 데이터를 주고받을 수 있게 해주는 네트워크 방식이다.

 

규격

출처: http://miguelkey.blogspot.com/2013/06/wifi.html

• 무선 랜은 IEEE802.11 규격을 준수하는 기기로 구성되어 있다.
• IEEE802.11n : 무선 랜이나 와이파이라고 부르는 랜을 위한 컴퓨터 무선 네트워크에 사용되는 표준 기술이다.

 

• 다양한 통신 규격을 지원하는 공유기가 있어 좋지만, 무선 클라이언트도 그만한 규격을 지원해야 하지 않는 경우들도 있으니 주의해야한다.

 

장점

• 랜 케이블이 필요없다.
• 따라서 자유롭게 이동하며 네트워크 사용 가능하다.
• 새로운 장치를 쉽게 추가할 수 있어 네트워크 확장이 용이하다.

 

단점

• 유선보다 데이터 전송 속도가 불안정하다. (여러 사용자들이 동시에 사용할 겨웅 더욱 두드러짐)
• 무선 신호는 벽이나 바닥 등의 물리적 장애물이나 거리로 인해 신호 강도가 약해질 수 있다.
• 보안에 취약하다. (해킹될 위험이 높음. 따라서 반드시 암호화 및 인증 설정을 해두어야 함)

 

 

2. 무선 랜 구성 장비

무선 랜 어댑터

• USB 메모리 방식 어댑터
• 컴퓨터 카드 방식 어댑터

 

무선 랜 칩

• 요즈음 출시되는 대부분의 컴퓨터는 무선 랜 칩을 내장하고 있다.

 

무선 엑세스 포인트 (Wireless Access Point, WAP)

• 무선 엑세스 포인트는 유선 네트워크에 무선 클라이언트를(컴퓨터, 프린터, 휴대폰 등) 연결하는 장치를 가리킨다.
• 한 가지 짚고 넘어가야 할 건, 무선 공유기 ≠ 무선 엑세스 포인트라는 것이다.

• 일반적으로 가정 내 공유기나 라우터 등의 장비가 하나의 공인 IP 주소를 할당 받으며, 공유기에 연결된 컴퓨터, 휴대폰 등의 장치들은 사설 IP 주소를 각각 할당 받아 인터넷에 접속할 수 있게 되는 것이다(NAT 기능) [이때 공유기는 DHCP 서버를 통해 네트워크 장치들에게 IP 주소를 자동으로 할당하고 관리함].
• 이 사설 IP는 외부에서 식별이 불가능해, 이 사설 IP주소만으로는 사실 직접적으로 인터넷에 접속할 수가 없다. 공유기는 사설 IP를 사용하는 내부 장치들이 외부에 접속하려 할 때, 공유기 자신의 IP 주소(공인 IP주소)로 접속하는 것처럼 행동하게 하여 장치들이 외부와 통신할 수 있게 해준다.
• 이와 다르게 AP(엑세스 포인트)는 단순히 무선 신호를 생성하여 무선 장치들이 네트워크에 접속할 수 있게 도와주는 거라, AP 자체만으로 인터넷 접속은 불가능하다.
• AP는 IP 주소를 할당할 수 있는 DHCP 서버가 없어, 무선 장치들이 IP 주소를 받지 못해 인터넷에 접속할 수 없다.
• 따라서, 이 기능을 가지고 있는 다른 장치인 공유기와 라우터 등이 필요하다.
• 정리하자면,
• 공유기: 사설 IP 생성 및 관리, 보통 추가로 유선 무선허브(AP 기능)을 포함함.
• AP: 사설 IP ❌, 신호만 받는 허브역할을 함.
• ↓  이런 느낌으로 보는 듯 하다. ↓
• 유선 허브 / 유선 허브 + 라우터 = 유선 공유기 / AP(무선 허브) / 유선 공유기 AP모드(무선허브) = 유무선 공유기

 

 

3. 무선 랜을 연결하는 방식

출처: https://freloha.tistory.com/19

인프라스트럭처(Infrastructure) 방식

• 인프라스트럭처 모드가 가장 일반적으로 사용된는 무선 네트워크 연결 방식이다
• 이 모드는 하나 이상의 무선 클라이언트가 무선 엑세스 포인트(AP)를 통해 통신하는 방식이다.

 

애드혹(Ad Hoc) 방식

• 애드혹 모드는 네트워크에 AP 없이 무선 클라이언트끼리 직접 통신하는 방식이다.

 

 

4. SSID

• SSID: Service Set Identifier는 무선 네트워크(WLAN: 무선 근거리 통신망)에 할당된 이름을 나타내는 고유한 식별자다.
• 무선 액세스 포인트(AP)와 연결된 서로 다른 무선 네트워크를 식별하고 사용자가 장치를 적절한 네트워크에 연결할 수 있게 하는 데 사용된다.
• 장치에서 사용 가능한 Wifi 네트워크 목록에서 뜨는 그 이름들이 해당 네트워크의 SSID다.
• 스타벅스 카페에 가면 와이파이 목록에 뜨는 starbucks_2024 라던가, 기숙사에서 뜨던 roam108 등이 바로 SSID다.

무선 액세스 포인트와 무선 클라이언트의 연결

① AP(액세스 포인트)가 비컨을 전송한다.

② 이 신호를 받은 무선 클라이언트는 자신의 SSID와 같은지 무선 액세스 포인트에 문의한다.

③ 이제, 같은 SSID의 무선 액세스 포인트가 응답을 하고,

④ 설정된 인증 방식이 올바른지 확인한 후에

⑤ 무선 클라이언트는 무선 액세스 포인트에 연결을 요청하고

⑥ 무선 액세스 포인트로부터 승인을 받아,

⑦ 마지막으로 통신이 가능해진다.

 

비컨(Beacon) / 비콘: 비컨은 무선 네트워크에서 AP가 자신이 관할하는 네트워크의 존재를 정기적으로 알리는 방송프레임으로 중요한 네트워크 정보를 무선 클라이언트에게 전달하는 역할을 한다. 비컨 프레임은 IEEE 802.11의 무선 네트워크 관리 프레임 중 한 종류로, 무선 네트워크 관리와 연결 설정에 필수적인 요소다.

 

 

5. 채널

• 무선 액세스 포인트와 무선 클라이언트 사이의 거리가 멀수록 전파는 약해진다.
• 전파가 약해지면, 접속이 잘 안되거나 통신 속도가 느려질 수 있다.
• 이런 이유로, AP는 여러 대 설치가 되어야 한다

• 무선 랜은 여러 기기를 동시에 잘 통신이 되도록 연결할 수 있게, 주파수 대역을 분할하는데, 이 주파수 대역이 바로 채널이다.
• 채널: 무선 통신에서 하나의 통화 신호나 기타 정보가 전송되는 분리된 전송로를 뜻하며 통신 채널이라고도 한다.
• 무선 공유기 A가 가까운 거리의 컴퓨터인 컴퓨터 1,2와 연결하여 통신할 때, 이 무선 공유기 A와 컴퓨터들은 모두 같은 채널을 각각 설정해 주어야 한다. = 같은 주파수 대역을 사용해야 한다는 뜻

• 허나 무선 공유기 A와 무선 공유기 B는 다른 채널을 설정해야 한다.
• 다른 채널은 주파수가 다르기 때문에 전파가 겹치더라도 서로 간섭이 일어나지 않아 통신 속도도 떨어지지 않는다.
• 전파가 겹치는 무선 공유기들이 같은 채널로 설정되 있으면, 주파수가 서로 겹쳐지며 전파 간섭이 생겨 통신 속도가 느려진다.
• 전파 간섭(interference): 같은 주파스의 파동이 합성되거나 상쇄될 때 나타나는 현상
• 따라서 같은 채널을 사용하고자 한다면, 전파를 겹치지 않게 하기 위해 거리를 떨어뜨려 사용해야 한다.
• 추가로 IEEE802.11b와 IEEE802.11g는 서로 다른 채널을 사용하더라도 일부에서 같은 주파수를 사용하기 때문에 간섭이 생길 수 있어 주의해야 한다.
• IEEE802.11a는 각 채널 간에 서로 다른 주파수 댜역을 사용해서 전파가 겹쳐도 문제없다,

무선 액세스 포인트(AP)는 일반적으로 최적의 채널을 자동으로 선택하지만, 때로는 연결이 불안정하거나 통신 속도가 느릴 수 있다. 이러한 경우 수동으로 채널을 변경하는 것이 도움이 된다.

 

 

 

 

 

참고

책: 10일만에 배우는 네트워크 기초, 모두의 네트워크 | 미즈구치 카츠야 | 이승룡 옮김

https://m.ppomppu.co.kr/new/bbs_view.php?id=computer&no=598009

https://blog.naver.com/futuremain/221618229181

https://somaz.tistory.com/193

https://uiyoji-journal.tistory.com/28