(Networks & Data Communications) - cs.kangwon.ac.krysmoon/courses/2005_2.5/ic/08.pdf · (변조: Modulator) (복조: Demodulator) Page 42 Introduction to Computers by Yang-Sae Moon

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20052005년년 겨울학기겨울학기

문양세문양세

컴퓨터과학과컴퓨터과학과

강원 학교강원 학교 자연과학 학자연과학 학

컴퓨터컴퓨터 개론개론 및및 실습실습 (Introduction to Computers)(Introduction to Computers)

네트워크와네트워크와 데이터데이터 통신통신

(Networks & Data Communications)(Networks & Data Communications)

Page 2Introduction to Computers

by Yang-Sae Moon

In this chapter In this chapter ……

컴퓨터가 생활의 일부분이 되도록 한

인터넷의 근간이 되는 네트워크의 개념을 배우고,

네트워크의 종류를 익히며,

네트워크 관련 프로토콜과 장비에 해 알아본다.

네트워크 부분에서 배울 내용

• 네트워크 용도

• 네트워크 구분 및 소프트웨어

• 가정과 세계 속의 네트워크

Networks & Data Communications

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by Yang-Sae Moon

We are now on We are now on ……

네트워크 용도

네트워크 구분 및 소프트웨어

가정과 세계 속의 네트워크



by Yang-Sae Moon

네트워크네트워크 용도용도

네트워크(network)란 컴퓨터들을 연결하여 그들 간에 통신

하고 정보를 교환하며, 자원들을 실시간 공유할 수 있도록

하는 장치와 기술이다.

네트워크 사용의 중요한 이점

• 중요한 프로그램이나 데이터에 한 동시 접근

• 프린터나 스캐너 같은 주변 장치의 공유

• 끊임없이 흐르는 개인용 통신

• 보다 손 쉬운 백업 및 복구


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네트워크네트워크 이점이점 –– 동시동시 접근접근 (1/3)(1/3)

조직 내의 많은 사람들은 동일한 데이터나 프로그램을 사용

하게 되는데, 네트워크는 이러한 문제를 해결한다.

공유 데이터와 프로그램들은 중앙 네트워크 서버에 저장되

며, 이러한 서버를 통산 파일서버(file server)라 한다.

데이터의 무결성을 보장하기 위하여, 관리자들은 사용자에

게 접근 권한을 부여한다. ( 무결성이란?)

• 판독 전용: 어떤 사용자들은 단지 데이터를 읽기만 가능하다.

• 판독/기록: 어떤 사용자들은 기존의 파일의 수정이 가능하다.



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네트워크네트워크 이점이점 –– 동시동시 접근접근 (2/3)(2/3)Networks & Data Communications

파일 서버의 구성 예제

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네트워크네트워크 이점이점 –– 동시동시 접근접근 (3/3)(3/3)

개인용 컴퓨터가 네트워크로 연결되지 않은 환경에서 소프

트웨어를 사용할 경우의 문제점

• 첫째, 소프트웨어 구입 시 비용 과다하게 든다.

• 둘째, 각자의 프로그램 설치에 따른 많은 시간과 노력이 필요하고 유

지 비용도 많이 든다.

문제점 해결 방안

• 사이트 라이센스(site license): 소량의 프로그램만 구입하고 라이센

스 비용만 지급하는 방식

• 네트워크 버전(network version) : 중앙 네트워크 서버에 프로그램을

두고, 개인은 이 서버에 연결하여 프로그램을 실행



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네트워크네트워크 이점이점 –– 주변주변 장치장치 공유공유

프린터와 같은 주변 장치는 값이 비싸기 때문에, 여러 사용

자가 이를 공유하기 위해 네트워크에 연결하여 사용한다.

스풀링(spooling)이라는 프로세스를 통해, 사용자들은 하나

의 네트워크 여러 인쇄 작업을 동시에 보낼 수 있다.

각 작업들은 파일 서버의 큐(queue)에 임시로 저장되어, 차례로 프린트 된다.


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가장 널리 사용되고 있는 데이터 통신 중의 하나는 전자 우

편(e-mail )이다.

E-mail을 사용하여 문자는 물론, 음성, 비디오 등의 멀티미디

어 컨텐츠를 전송할 수 있다.

컴퓨터를 사용하는 거의 모든 사람들은 한 개 이상의 메일

주소를 가지고 있다.

Networks & Data Communications네트워크네트워크 이점이점 –– 개인개인 통신통신 (1/4)(1/4)


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Outlook Express 화면 예제


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메신저:많은 사람들이 컴퓨터 앞에 (항시) 앉아있다는 점에 따라서,실시간 상태 확인, 화, 쪽지 보내기 등의 기능을 제공한다.



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중화된 네트워크를 기반으로

1) 원격회의(teleconferencing)2) 화상회의(videoconferencing)서비스가 보편화되고 있다.


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네트워크는 관리자들이 중요한 데이터를 쉽게 백업(복사)해둘 수 있다.(프로그램을 사용하여 주기적으로 백업하기도 한다.)

관리자는 일반적으로 데이터 파일을 공유 저장 장치에 백업

할 수 있고, 일반 사용자들 또한 네트워크를 사용해서 사용

자들의 PC상에 백업 파일을 백업할 수 있다.

Networks & Data Communications네트워크네트워크 이점이점 –– 손쉬운손쉬운 백업백업 (1/2)(1/2)


by Yang-Sae Moon

백업 유틸리티 예제

Networks & Data Communications네트워크네트워크 이점이점 –– 손쉬운손쉬운 백업백업 (2/2)(2/2)

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네트워크 용도





by Yang-Sae Moon

네트워크의네트워크의 구조화구조화

근거리 네트워크(LAN)

광역 네트워크(WAN)

서버 기반 네트워크

클라이언트/서버 네트워크

P2P 네트워크


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LAN: LAN: 근거리근거리 네트워크네트워크 (1/4)(1/4)

LAN(local area network)란 비교적 가까운 거리에 위치한 컴

퓨터들의 네트워크를 말한다.

LAN 상의 컴퓨터들은 유선 케이블, 적외선 링크, 소형 무선

송수신기 등에 의해서 통신한다.

컴퓨터 사이의 통신을 위해서, 데이터는 패킷(packet)이라고

하는 작은 그룹으로 분할된다.

• 패킷: 헤더(데이터 형태, 전송 방법, 송/수신지, 일련번호 등), 페이로

드(Payload : 실제 전송 데이터), 제어 요소 등을 포함하는 일종의 데

이터 세그먼트이다.

• 모든 데이터는 패킷 단위로 나누어 전송되고 합쳐진다.



by Yang-Sae Moon

LAN: LAN: 근거리근거리 네트워크네트워크 (2/4)(2/4)

패킷에 의한 데이터 통신


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LAN: LAN: 근거리근거리 네트워크네트워크 (3/4)(3/4)Networks & Data Communications

모든 LAN은 프로토콜(protocol)을 사용하여 통신한다.

• 프로토콜이란 데이터를 송수신하기 위한 일련의 규칙과 포맷의 집합

을 일컫는다.

• 사실상의 표준: TCP/IP

• 기타 프로토콜: IPX/SPX, NetBEUI


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LAN: LAN: 근거리근거리 네트워크네트워크 (4/4)(4/4)Networks & Data Communications

두 개의 LAN을 연결하는 장치

• 허브(Hub), 브리지(Bridge), 라우터(Router)

다른 종류의 네트워크를 연결하려면, 게이트웨이(Gateway)를 사용해야 함

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CAN, MAN, WAN (1/2)CAN, MAN, WAN (1/2)

CAN (Campus Area Networks)

• LAN과 같은 원리

• LAN보다 크고 다양화된 규모에서 사용

MAN (Metropolitan Area Networks)

• 여러 기관의 LAN을 연결한 규모 네트워크

• 도시 규모의 네트워크를 일컬어 MAN이라 하였음

WAN (Wide Area Networks)

• 여러 LAN은 라우터, 게이트웨이 등의 장치로 함께 연결될 수 있다.

• WAN은 둘 또는 그 이상의 LAN이 넓은 지역에 걸쳐 연결되어 있는 것

을 말한다.

• 먼 거리인 경우, 고속 전화 회선 또는 위성과 같은 무선 기술을 통하

여 데이터를 전송한다.



by Yang-Sae Moon

CAN, MAN, WAN (2/2)CAN, MAN, WAN (2/2)Networks & Data Communications

LAN 1

WAN

LAN 2

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서버서버 기반기반 네트워크네트워크

여러 개의 사용자 PC(노드)는 네트워크를 통하여 서버라고

불리는 중앙 컴퓨터를 사용한다.

서버는 저장소를 공유하기 위한 용량의 하드 디스크를 가

지고 있으며, 노드들에게 서비스들을 제공한다.

일종의 중앙 집중적인 구조를 형성한다.



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클라이언트클라이언트//서버서버 네트워크네트워크 (1/2)(1/2)

가장 많이 사용하는 서버 기반 네트워크이다.

클라이언트/서버 컴퓨팅에서, 각각의 노드는 계층식으로 각

컴퓨터들이 중앙의 서버와 처리 및 저장 작업부하를 공유한

다.

클라이언트/서버 네트워크는 노드와 서버를 위해 특별한 소

프트웨어를 요구 하지만, 어떤 특정 네트워크 형식을 요구하

지는 않는다.

C/S 모델의 종류 : 1-Tier, 2-Tier, 3-Tier


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클라이언트클라이언트//서버서버 네트워크네트워크 (2/2)(2/2)

C/S 모델의 작업 분배 방식



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PeerPeer--toto--Peer Peer 네트워크네트워크

P2P 네트워크에서, 모든 노드들은 서로 동등한 관계를 가지

면서 소프트웨어로 자원 공유를 실현한다.

각 노드는 보통 다른 노드에 있는 자원들을 이용하므로 계층

구조가 아니고, 사용자들은 파일, 프로그램, 또는 다른 사용

자의 시스템 장치를 공유할 수 있다.

P2P 네트워크는 서버를 사용하는 경우도 있고 없는 경우도

있다.

P2P의 또 다른 형태는 분산 컴퓨팅(Distributed Computing)을 지원한다.


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by Yang-Sae Moon

네트워크네트워크 토폴로지토폴로지 (1/6)(1/6)

네트워크의 토폴로지(topology)는 노드를 연결하는 케이블

이나 장치의 실체적, 논리적 배치를 말한다.

주요 네트워크 토폴로지

• Bus형: 모든 네트워크 노드 및 주변 장치들이 파이프와 같은 일자형

케이블에 연결된다.

• Star형: 모든 노드는 중앙의 허브에 연결된다.(오늘날 가장 많이 사용되는 토폴로지이다.)

• Ring형: 노드들은 마지막 노드가 첫 번째 노드에 연결되는 원형 체인

방식으로 연결된다.

• Mesh형: 각 노드는 모든 노드와의 직접 연결된다.

• 무선 토폴로지: 한 이상의 노드가 하나의 무선 접속점(access point)에 연결된다.



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Bus형 토폴로지

한 개의 데이터 케이블에 모든 노드가 연결된 비교적 단순한

연결 방식이다.

트리(tree) 네트워크는 하나의 노드에 여러 노드가 연결되는

형태이다. 트리 구조는 같은 신호를 다수의 노드로 분배하는

단 방향 전송에 적합하여 CATV망 등에서 많이 이용한다.


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Star형 토폴로지

Star형 네트워크는 모든 노드가 중앙의 연결 점을 향해 점

점(point-to-point)의 케이블로 연결되는 방식이다.

중앙의 연결 점으로는 일반적으로 허브가 사용된다.



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Ring형 토폴로지

Ring 네트워크는 근거리 통신망(LAN: 주로 빌딩이나 캠퍼스

네트워크)에서 자주 사용된다.

한 노드에서 Ring에 연결된 다른 모든 노드들에게 메시지를

한번에 전달해 줄 수 있는 방송망 형태에 적합하다.


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Mesh형 토폴로지

각 통신 지점(노드)이 서로 다른 모든 통신 지점과 일 일로

연결되는 형태이다.



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무선 토폴로지

지정된 구간 내의 노드들이

AP(access point)에 연결된다.


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네트워크네트워크 매체매체(Media) (1/2)(Media) (1/2)

데이터를 정보원(source)에서 목적지(destination)로 전송하

기 위한 와이어, 케이블 등을 말한다.

가장 널리 쓰이는 네트워크 매체는 전선 쌍 케이블, 동축 케

이블, 광섬유 케이블, 무선 링크(무선 통신) 등이 있다.



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네트워크네트워크 매체매체(Media) (2/2)(Media) (2/2)Networks & Data Communications

전선쌍 케이블(twisted cable)

광섬유 케이블

(fiber-optic cable)

동축 케이블

(Coaxal cable)

무선 네트워크:라디오 신호나 적외선 신

호를 매체로 사용

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네트워크네트워크 하드웨어하드웨어

각 노드는 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card: NIC)라는 특별한 장치를 사용한다.

NIC는 네트워크 매체와 연결하고 데이터의 흐름을 제어한다.



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네트워크네트워크 기술기술

Ethernet:

• 현재 가장 널리 쓰이는 기술로, 동축 케이블을 사용하며, 10Base-5와10Base-2는 Bus형을, 10Base-T는 Star형 토폴로지를 구성한다.

• 10Mbps 기술이며, 최근에는 전선쌍 케이블 혹은 광섬유 케이블을 주

로 사용한다.

Fast Ethernet:

• 100Base-T라 불리며, 100Mbps까지 속도를 낸다.

Gigabit Ethernet:

• 10Gbps까지 속도를 내며, 백본 등에서 사용되고 있다.

Token ring:

• IBM에서 개발한 기술로, token을 사용하여 네트워크를 제어한다.

• 과거 4Mbps~16Mbps 속도에서, 최근에는 100Mbps까지 제공한다.


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네트워크네트워크 소프트웨어소프트웨어

네트워크 운영 체제(Network Operating System: NOS)는 네

트워크 상의 자원들을 관리하는 프로그램 그룹이다.

PC기반의 네트워크 운영 체제

• Novell NetWare

• Microsoft Windows NT Server

• Microsoft Windows 2000

• Microsoft Windows XP

• Microsoft .NET Server

• AppleShare

• Linux



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네트워크 용도




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표준표준 전화선을전화선을 이용한이용한 데이터데이터 통신통신

네트워크는 데이터를 전송하기 위해 개의 경우 전용선을

사용한다.

그러나, 보다 중화되기 위해서는 각 가정에 들어가 있는

전화 시스템을 데이터 통신에 사용한다.

표준 전화선에서의 데이터 전송은 네트워크 매체보다 느리

지만, 모뎀과 같은 장치를 사용하면 전화선으로 먼 거리의

데이터 전송을 할 수 있다.

많은 회사나 개인 사용자들은 데이터를 교환하고 접속하는

데 모뎀을 사용한다.너무 옛날 이야기, 특히 미국의 이야기



by Yang-Sae Moon

표준표준 전화선과전화선과 모뎀모뎀 (1/2)(1/2)

가정이나 기업에 연결되어 있는 부분의 전화선은 디지털

이 아닌 아날로그이다.

컴퓨터가 디지털 방식으로 데이터를 전송하고 받기 때문에, 모뎀이라 불리는 장치는 전화선을 통해 전송을 하기 위해 디

지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다.

다른 컴퓨터로부터 데이터를 받았을 때, 모뎀은 아날로그 신

호를 디지털 신호로 바꾼다.

모뎀은 컴퓨터의 확장 슬롯에 장착, 직렬 포트에 연결할 수

있는 외부 장치(일반적인 규격을 이용 : V.22, V.34 등)이다.


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표준표준 전화선과전화선과 모뎀모뎀 (2/2)(2/2)Networks & Data Communications

(변조: Modulator) (복조: Demodulator)


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모뎀모뎀 선택선택 기준기준

전송 속도: 모뎀의 전송 속도는 bps로 측정된다.

데이터 압축: 동일한 속도 상에서 더 빨리, 더 많이 전송할

수 있도록 데이터를 압축하는 기술이다.

오류 교정: 모뎀이 오류 없이 데이터를 보내고 받을 수 있도

록 하는 방법(오류 교정 프로토콜 사용)이다.

내장과 외장: 모뎀을 컴퓨터 내부에 둘 것인지 아닌지를 나

타낸다. (PCMCIA 카드, 팩스 모뎀 등)


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모뎀모뎀 사용사용 용법용법 (1/2)(1/2)

모뎀은 파일을 전송하거나 원격지 컴퓨터에 파일을 보낼 때

사용한다. (예전의 목적 최근은 인터넷 사용이 주 목적)

• 파일을 다른 컴퓨터에게 보내는 것을 파일 업로딩(file uploading)이라 한다.

• 다른 컴퓨터로부터 파일을 복사하는 것을 파일 다운로딩(file downloading)이라 한다.

• 파일 전송 프로토콜(file transfer protocol) 이용: 응용 프로그램 또는

전송될 데이터의 포맷을 기술한 규격이다.

• 모뎀이 사용하는 FTP : Kermit, X-modem, Z-modem 등



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모뎀모뎀 사용사용 용법용법 (2/2)(2/2)

모뎀의 전송 방식

• Full-duplex: 데이터가 동시에 양방향으로 전송된다.

• Half-duplex: 양방향으로 전송은 되나, 한 순간에는 한 방향으로만 전

송된다.

교재 p. 257의 그림 7B.7 참조


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디지털디지털 전화선전화선 이용이용 (1/2)(1/2)

전화 회사들은 디지털 형식의 데이터 전송 전용의 디지털 전

화선을 설치하고 있다. ( 이것도 상당히 오래된 이야기)

디지털 전화선은 표준 아날로그 전화선보다 훨씬 빠른 속도

로 전송한다.

종종, 데이터는 아날로그 선과 디지털 선 사이를 교차하여

전송된다. 이 경우 데이터는 목적지에 닿기 전에 다른 형식

으로 여러 번 변환된다.



by Yang-Sae Moon

디지털디지털 전화선전화선 이용이용 (2/2)(2/2)Networks & Data Communications

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디지털디지털 서비스서비스 제공의제공의 최신최신 기술기술

ISDN (Integrated Services Digital Network), T1, T3

DSL (Digital Subscriber Line)

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Cable Modem



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ISDN, T1, T3ISDN, T1, T3

종합 정보 통신망(ISDN)은 아날로그 전화 서비스를 디지털

서비스로 체한 시스템이다. ( 일본에서는 인기, but…)

BRI(basic rate ISDN)는 한 라인에 세 개의 채널을 제공한다.

• 두 개의 데이터 채널과 하나의 컨트롤 채널로 구성된다.

• BRI 서비스는 128 Kbps의 속도로 데이터를 전송한다.

PRI(primary rate ISDN)는 역폭이 1.544 Mbps(64Kbps x 24)의 속도로 24개의 채널을 제공한다. T1 서비스

더 많은 채널을 사용하는 T3 서비스는 672개의 채널로

44.736 Mbps의 속도를 제공한다.


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DSL DSL 기술기술 (1/2)(1/2)

디지털 가입자 선로(Digital Subscriber Line) 서비스는 ISDN 서비스를 능가하고 있다.

표준 DSL은 표준 전화선을 사용하여 이론적으로 52Mbps이상

의 속도를 제공할 수 있다.

현재 사용할 수 있는 몇 가지 유형의 DSL이 존재하며, 전송

속도는 51.84 Mbps에 이른다.

• ADSL (Asynchronous DSL)

• VDSL (Very-high-bit-rate DSL)

• HDSL (High-bit-rate DSL)



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DSL DSL 기술기술 (2/2)(2/2)

ADSL 모뎀


VDSL 모뎀

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ATM (Asynchronous Transfer Mode)ATM (Asynchronous Transfer Mode)

비동기식 전송모드(ATM)는 높은 역폭을 제공하고 멀티미

디어 컨텐츠, 데이터, 전화선을 통한 음성 등을 전송하는데

효율적인 수단을 제공한다.

몇 종류의 ATM 서비스는 10,000 Mbps의 전송속도를 낼 수

있다.

접속 방법: 회선 교환(Circuit-Switched), 패킷 교환(Packet-Switched)

야심차게 시작했는데… ATM은 거의 실패한 …



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Cable Modem (1/2)Cable Modem (1/2)

케이블 모뎀은 사용자가 케이블 텔레비전 접속을 이용하여

컴퓨터를 인터넷에 연결할 수 있게 한다.

케이블 회사는 텔레비전과 데이터 신호를 결합하고 그들을

케이블 시스템에 분산시킴으로써 인터넷 서비스를 제공한다.

케이블 모뎀 서비스는 27 Mbps의 속도를 제공한다.


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Cable Modem (2/2)Cable Modem (2/2)Networks & Data Communications


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Home Network (1/2)Home Network (1/2)

여러 컴퓨터를 지닌 가정이 증가하기 때문에, 홈 네트워크는

점점 중화되고 있다.

홈 네트워크는 기존의 전화기술이나 무선 네트워킹 기술을

사용한다.

윈도우나 Mac OS 과 같은 중적인 컴퓨터 운영체제는 홈 네

트워크를 하는데 적합한 네트워크 도구를 (이미) 제공한다.


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Home Network (2/2)Home Network (2/2)Networks & Data Communications

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