물리적 계층에서는 네트워크 통신을 위한 물리적인 표준을 정의한다. 물리적인 표준에는 각각의 네트워크 카드들이 사용하는 케이블의 종류, 데이터의 송수신 속도, 사용하는 신호의 전기 전압 등등이 있다.
한쪽 컴퓨터에서는 신호 전달을 위해서 4개의 전기선을 사용하는데 다른 쪽 컴퓨터에서는 8개의 전기선을 사용한다면 당연히 두대의 컴퓨터가 연결될 수 없을 것이다. 또한 한쪽 네트워크 카드에서는 100Mbps로 신호를 보내는데 다른 쪽에서는 10Mbps의 신호밖에 처리할 수 없다면 정상적인 통신이 이루어 지지 않을 것이다.
물리적 계층의 네트워크 장비는 허브와 리피터가 있다. 즉, 허브나 리피터는 위쪽 계층과는 아무런 상관없이 동작하는 것이다.
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