Transcript 전산일반 제 9 장

I am Computer
9장 컴퓨터 네트워크와 통신
9.1 컴퓨터 네트워크와 통신의 기본 이해
9.2 컴퓨터 네트워크의 분류
9.3 근거리 통신망의 위상구조
9.4 통신 프로토콜
9.5 네트워크 연결장비
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9장 컴퓨터 네트워크와 통신
9.1 컴퓨터 네트워크와 통신의 기본 이해
-네트워크의 기본개념
- 네트워크의 스위칭 방식
-네트워크 전송 매체의 종류
컴퓨터 네트워크와 통신의 기본 이해
통신이란?
 멀리 떨어진 두 개 이상의 개체 사이에서 필요한 정보
를 주고 받는 행위
네트워크 : Net + Work
컴퓨터 통신망 형태




파발마를 이용한 정보 교환
우편망
공중 교환 전화망(PSTN)
컴퓨터 네트워크(=패킷 교환 데이터망: PSDN)
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
컴퓨터 네트워크와 통신의 기본 이해
여러가지 네트워크
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 기본 개념
아날로그와 디지털
 아날로그 : 정현파(sine wave)로 음성, 화상, 영상 표현
 디지털 : 신호를 0과 1의 이진 데이터로 표현
디지털 신호와 아날로그 신호
 모뎀(modem)
 컴퓨터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸고 아날
로그 신호를 다시 디지털 신호로 바꾸어 주는 장치
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 기본 개념
아날로그 데이터의 디지털 인코딩
 PCM : Pulse Code Modulation
 DM : Delta Modulation
PCM 디지털 인코딩
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 기본 개념
아날로그 데이터의 디지털 인코딩
 PCM : Pulse Code Modulation
 DM : Delta Modulation
인코딩
DM 디지털 인코딩
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 기본 개념
대역폭(bandwidth)과 전송속도
 대역폭 : 신호가 차지하고 있는 주파수 범위 또는 전송
매체가 수용할 수 있는 주파수 범위의 크기
 전송 속도
 bsp (bits per second): 초당 전송되는 비트수
예) 모뎀 전송 속도 28.8 kbps : 초당 28,800비트를 전송
 baud : 초당 전송되는 단위 신호의 수
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 기본 개념
기본적인 통신 시스템 모델
 DTE(Data Terminal Equipment) : 호스트 컴퓨터, 단말
기, PC, 워크스테이션 등의 사용자 시스템
 DCE(Data Circuit-terminating Equipment) : 모뎀등과
같이 망으로부터의 선로 종단 기능과 사용자 장치와 전
송 선로 사이의 신호변환 기능을 수행하는 장치
전송매체
DTE
DCE
DCE
DTE
기본적인 통신 시스템 모델
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 스위칭 방식
회선 교환 방식(circuit switch)
 일정 기간 동안 둘 이상의 당사자들 간에 배타적으로
사용된 후 반환되는 형식
 회선이 사용되는 동안 다른 컴퓨터들은 이 회선을 사용
하지 못함
 전화통화가 대표적인 회선 교환 방식
회선 교환 방식
서울
회선 교환 방식
부산
스위치
통신선
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 스위칭 방식
패킷 교환 방식(packet switch)
 모든 네트워크 사용자들이 동시에 같은 경로를 공유
 단위 데이터가 이동하는 경로도 상황 조건이 변화면 달
라질 수 있음
 보내고자 하는 정보량이 많은 경우 패킷으로 나누고 목
적지에서 원래의 메시지로 재 조립
 선로의 독점을 막고 데이터가 손실될 수 있는 비효율성
을 방지하고자 하는 목적
 신뢰성이 높고 속도가 빠르지만, 전송 받는 쪽에서 도
착한 패킷을 순서대로 다시 재조립 해야 하는 단점
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 스위칭 방식
패킷 교환 방식(packet switch)
패킷 교환 방식
서울
대전
부산
광주
스위치
통신선
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 스위칭 방식
ATM(Asynchronous Transfer Mode)
 송신측의 단말에서 수신측의 단말로 보내는 정보를 48
바이트씩 분할
 이 송신정보에 5 바이트의 수신처 헤더 정보 추가
 합계 53 바이트의 고정 길이 셀 단위로 정보 전송
 광대역 종합정보 통신망(B-ISDN)의 핵심기술
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크의 스위칭 방식
ATM(Asynchronous Transfer Mode)
ATM 방식
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크 전송매체의 종류
TP(Twisted-Pair) 케이블
 두개의 절연 처리된 구리선 다발을 서로 꼬아 놓은 형
태
 UTP : Unshielded Twisted Pair, 보통 10Mbps
 STP : Shielded Twisted Pair, 보통 16 Mbps
 주로 사무실과 같은 근거리를 허브를 통해 연결 할 때
많이 사용, 가격 저렴, 전기적 간섭에 약함
Twisted-pair 케이블
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크 전송매체의 종류
동축(coaxial) 케이블
 구리선의 코어와 금속피복 및 외부 피복(고무)으로 이
루어진 형태
 굵기와 선의 가닥수에 따라 thin, thick으로 분류
 대략 10Mbps의 전송 속도, TP케이블보다 많은 양의
데이터 전송
 주로 테이터 보안이 중요한 큰 네트워크에서 사용
동축 케이블
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크 전송매체의 종류
광(fiber-optics) 케이블
 클래딩이라는 유리층으로 둘러싸인 코어라는 가느다란
유리관으로 이루어짐
 케이블은 송신과 수신용 두 가닥으로 사용
 전송속도는 100Mbps, 최대 2 Gbps
 외부 전기신호의 간섭을 받지 않고 전송 속도 높다
 보안이 뛰어나고 신호의 감쇄가 적다
광 케이블
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
네트워크 전송매체의 종류
무선 랜
 케이블을 이용하지 않기 때문에 설치의 제한이 없고 경
제적 비용을 절감
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컴퓨터 네트워크와 통신의 기본이해
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9장 컴퓨터 네트워크와 통신
9.2 컴퓨터 네트워크의 분류
-근거리 통신망
- 원거리 통신망
-백본
-클라이언트/서버 네트워크
-P2P
컴퓨터 네트워크의 분류
망 크기에 의한 분류
 LAN(Local Area Network)
 MAN(Metropolitan Area Network)
 WAN(Wide Area Network)
 네트워크 서버의 사용 여부에 의한 분류
 클라이언트/서버 네트워크
 P2P(Peer-to-Peer)
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컴퓨터 네트워크의 분류
근거리 통신망(LAN)
LAN (Local Area Network)
 근거리 통신망
 수백 m ~ 수천 m 거리 안에 있는 독립적인 컴퓨터와 프
린터, 디스크 등의 컴퓨터 자원을 포함한다.
 전송속도가 10~100Mbits/sec정도로 빠르다.
 랜의 데이터 전송방식
 이더넷
 고속 이더넷
 토큰 링
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컴퓨터 네트워크의 분류
근거리 통신망(LAN)
이더넷(ethernet)
 근거리에 위치한 사용자 기기 및 컴퓨터간의 데이터 전
송이 가능한 가장 보편적인 시스템
 10Mbps의 전송 속도 제공
 CSMA/CD 프로토콜 이용
 채널을 사용할 경우, 다른 사용자의 채널 이용 여부를 감청한 후,
해당 채널을 사용.
 채널이 비어 있으면 각 노드 중 원하는 노드는 누구라도 사용 가
능=다중 접근(multi-access)
 각 노드는 메시지를 보낸 직후에 충돌 여부를 항상 점검
= 충돌 검출(collision detection)
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컴퓨터 네트워크의 분류
근거리 통신망(LAN)
고속 이더넷(fast ethernet)
 이더넷의 고속 버전으로 100Mbps의 전송속도를 지원하
는 근거리 통신망의 표준
 CSMA/CD 프로토콜에 기반
토큰 링(token ring)
 접속되어 있는 노드들 사이를 토큰이라고 불리는 패킷
이 순환하는 동안, 자신이 전송하고자 할때 이 토큰을 취
하여 전송을 한 후 전송이 완료되면 토근을 반납하는 방
식.
 경쟁에 의한 충돌현상은 발생되지 않지만 자신에게 토
큰이 올 때까지 기다려야 함.
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컴퓨터 네트워크의 분류
MAN : Metropolitan Area Network
MAN
 대도시를 포괄하는 네트워크
 통신망 총길이: 수백Km
 용도상 Gbps의 통신 속도 지원
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컴퓨터 네트워크의 분류
원거리 통신망
WAN(Wide Area Network)
 광대역 통신망이라고도 함
 공중 데이터망을 이용하여 멀리 떨어진 곳에 위치한 컴
퓨터 시스템을 연결하는 네트워크
 지방과 지방, 국가와 국가, 대륙과 대륙등과 같이 장거리
지역 사이를 연결하는 통신망
백본(backbone)
 기간망, 네트워크의 최하위 레벨
 기간망에 의해 멀리 떨어진 LAN이나 WAN을 연결
 보통 128Mbps 이상의 속도를 가짐
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컴퓨터 네트워크의 분류
원거리 통신망
WAN
LAN
backbone
서울
대전
영역에 따른 네트워크 종류
남원
전주
부산
영역에 따른 네트워크 종류
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컴퓨터 네트워크의 분류
클라이언트/서버 네트워크
클라이언트/서버 네트워크
 클라이언트 : 다른 프로그램에게 서비스를 요청하는 컴
퓨터
 서버: 그 요청에 답해주는 컴퓨터, 예) 은행 계좌내역 검색
서버
클라이언트
클라이언트/서버 네트워크
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컴퓨터 네트워크의 분류
P2P 네트워크
Peer-to-Peer 네트워크
 네트워크에 연결된 컴퓨터들이 서로의 하드디스크를 공
유하는 방법, 별도의 서버 없이 사용자의 컴퓨터 자원을
서로 공유하는 방법
 동등 계층 통신이라고도 불림:대등한 동료의 입장에서
데이터나 주변장치 공유
P2P 네트워크
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컴퓨터 네트워크의 분류
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9장 컴퓨터 네트워크와 통신
9.3 근거리 통신망의 위상구조
-스타형
-링형
- 버스형
-그물형
스타형
스타형
 하나의 호스트 컴퓨터를 중심으로 여러 개의 단말기들
이 연결된 형태
 고장의 발견과 수리가 쉽고, 시스템의 일괄 변경이 용이
 중앙의 접속용 제어장치가 고장 나면 전체 시스템 불능
터미널
터미널
서버
스타형 구조
허브
터미널
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터미널
근거리 통신망의 위상구조
링형
링형
 토근 링이라고 부리는 제어신호가 네트워크를 구성하는
여러 컴퓨터들을 순서대로 한번씩 제어하는 형태
 토큰 링을 받은 컴퓨터만 데이터를 쓸 수 있다
 제거 복잡, 구성장치 추가나 제거 번거로움
터미널
터미널
서버
링
터미널
터미널
링형 구조
터미널
터미널
터미널
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근거리 통신망의 위상구조
버스형
버스형
 모든 컴퓨터가 버스라고 불리는 회선에 연결된 위상구
조
 한 컴퓨터가 데이터를 버스에 보내면 버스에 연결된 모
든 컴퓨터가 같은 데이터를 받고, 이 정보를 필요로 하는
컴퓨터만 데이터를 읽는 방식
터미널
터미널
서버
이더넷
터미널
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버스형 구조
서버
근거리 통신망의 위상구조
그물형
그물형
 네트워크 단말기들 간에 서로 여분의 접속으로 연결되
어 있는 구조
완전 그물형
부분 그물형
터미널
터미널
서버
터미널
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그물형 구조
터미널
근거리 통신망의 위상구조
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9장 컴퓨터 네트워크와 통신
9.4 통신 프로토콜
-OSI 7계층
통신 프로토콜
통신 프로토콜
 컴퓨터 통신을 통신 규약
통신 프로토콜의 기능
 전달하고자 하는 정보 또는 메시지를 동일한 크기로 나
누고 재결합
 정보 또는 메시지에 존재하는 에러 감시와 제거
 통신을 하는 두 개체간의 흐름제어 및 연결제어, 동기화
 여러 개의 메시지를 동시에 섞어서 보내는 다중화
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통신 프로토콜
OSI 7 계층
OSI 7 계층
 ISO(International Standard Organization)에서 제정한 표준
모델
 7개의 계층으로 구성되어 있으며, 각 계층은 바로 상위
또는 하위 계층과 통화할 수 있을 뿐, 다른 계층으로 넘
어 갈 수 없다
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통신 프로토콜
OSI 7 계층
계층별 주요 역할
 응용계층(Application layer)-계층 7
 응용 프로그램이 응용 계층의 기능 수행, 예) WS_FTP, Telnet..
 프리젠테이션 계층(Presentation layer)-계층 6
 입력 또는 출력되는 데이터를 하나의 표현 형태에서 다른 형태
로 변환하는 역할
 세션 계층(Session layer)-계층 5
 상호 연동하는 응용 처리 과정 사이의 대화를 지지할 필요가 있
을때 다른 시스템과 함께 통신 세션을 설정
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통신 프로토콜
OSI 7 계층
계층별 주요 역할
 전송 계층(Transport layer)-계층 4
 긴 메시지를 아래 계층이 다룰 수 있는 크기의 세그먼트로 나눈
다음, 목적지에서 다시 복구 할 수 있도록 일련번호를 부여
 각각의 세그먼트에 목적지 주소를 덧붙여 패킷 형태의 단위로
만들어 네트워크 계층으로 전달
 네트워크 계층(Network layer)-계층 3
 전송계층으로 부터 넘겨받은 패킷들이 네트워크에서 다른 네트
워크로 모두 전송되었는지를 확인
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통신 프로토콜
OSI 7 계층
계층별 주요 역할
 데이터 링크 계층(Data link layer)-계층 2
 물리적 링크를 통한 신뢰성 있는 데이터 전송 제공
 물리적 어드레싱, 위상구조, 호선 사용 규칙, 오류검출, 프레임
전달, 흐름제어 등을 관계
 물리층(Physical layer)-계층 1
 통신매체에 대한 전기적, 기계적인 인터페이스를 다룸
 데이터를 통신 매체와 조화할 수 있는 신호로 바꿈
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통신 프로토콜
OSI 7 계층
OSI 7 계층
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통신 프로토콜
OSI 7 계층
OSI 7 계층의 예
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통신 프로토콜
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9장 컴퓨터 네트워크와 통신
9.5 네트워크 연결장비
-네트워크 연결 회선
네트워크 연결 장비
모뎀(Modem)
 변조(modulator)와 복조(demodulator)기능
 모뎀의 구성
 송신부: 디지털 신호가 인코더에 입력되어 변조기로 변조, 아날
로그 형태로 변형된 다음 송신선로로 나감
 수신부: 통신선로로 부터 들어오는 아날로그 신호를 복조기를
통해 복조한 후 디지털 신호로 변환 하고 다시 데이터 복호화기
를 거쳐 본래의 데이터로 환원
모뎀의 동작과정
모뎀
디지털 신호
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모뎀
아날로그 신호
디지털 신호
네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
모뎀의 종류
 내장형 모뎀 : PC 내부의 ISA버스나 PCI버스에 장착
내장형 모뎀
 외장형 모뎀: 컴퓨터 외부에 설치하여 별도의 인터페이
스 케이블로 컴퓨터의 COM포트와 연결
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
모뎀의 종류
외장형 모뎀
 PCMCIA카드: 노트북이나 랩탑 컴퓨터를 위한 56kbps
속도의 모뎀
PCMCIA 카드
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
랜 카드
 컴퓨터 내부의 확장 슬롯에 연결
 전압이 낮은 컴퓨터의 2진 병렬 전류신호가 회선을 타고
멀리 갈 수 있도록 전압이 높은 직렬신호로 변환 시켜주
는 일종의 프로세서가 내장된 작은 플라스틱 카드 회로
판
랜 카드
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
리피터
 전자기 또는 광학 전송 매체 상에서 신호를 수신하고, 증
폭하며, 매체의 다음 구간으로 재전송 시키는 장치
500 m
리피터
리피터
서버
서버
PC
PC
PC
PC
PC
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리피터의 역할
PC
네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
라우터
 패킷내의 목적지 주소를 읽을 수 있으므로 라우터 내의
테이블을 이용하여 데이터 패킷이 자나가야 할 경로를
지정
라우터
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
게이트웨이
 게이트웨이는 다른 네트워크로 들어가는 입구 역할을
하는 네트워크 포인트
 일반 회사의 네트워크에서 트래픽을 통제하는 컴퓨터들
이나, 인터넷 서비스 제공자들의 컴퓨터가 바로 게이트
웨이 노드
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
허브(Hub)
 데이터가 하나 또는 그 이상의 방향으로 부터 한곳으로
모이는 장소로서 들어온 데이터는 다시 하나 또는 그 이
상의 방향으로 전달
 보통 4,8,12,16,24등 다양한 포트를 갖음
 허브는 각 랜이 보유한 대역폭을 PC의 대수만큼 쪼개서
제공
허브(24 포트)
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
브리지
 2개의 랜이나 또는 같은 랜에 있는 2개의 세그먼트(컴퓨
터들의 무리)를 연결해 주는 장비
브리지
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비
네트워크 연결 장비의 예
⑤집
도착
③ 톨 게이트
경주
수원
인터체인지 ④
① 버스터미널
③ 톨 게이트
② 주유소
① 버스터미널
네트워크 장비
1: 허브
2: 리피터
3: 게이트웨이
4: 라우터
5: 단말기
⑤집
출발
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 회선
전용선
 인터넷 접속을 위해 가입기관(기업, 학교)과 ISP(인터넷
서비스 업체)사이에 설치하는 별도의 독립적인 전화회
선
 지원속도 : 56kbps ~ T1(1.5Mbps)
ISDN(Integrated Services Digital Network)
 음성, 문자, 동영상 등 정보를 한 회선에 실어 보낼 수 있
는 디지털 통신망
 전화선 활용, 하나의 회선으로 전화와 인터넷을 동시에
사용
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 회선
ISDN(Integrated Services Digital Network)
00110100
00110100
전화국
전화국
디지털 신호
문자
음성
화상
디지털 신호
ISDN 어뎁터
ISDN 어뎁터
디지털 신호
디지털 신호
ISDN을 이용한 통신의 예
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 회선
ADSL/VDSL
 Asymmetric/Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line)
 이론적으로 구리선을 사용하는 지역은 모두 서비스 가
능
 유동 IP 어드레스 제공
 VDSL은 실시간 비디오 또는 고화질 동영상을 전송하기
위해 제안된 초고속 유선 통신 규격
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 회선
케이블 모뎀
 케이블 TV망이 구축되어 있는 곳에서 이를 이용하여 인
터넷에 고속 접속을 지원해 주는 서비스
 접속자 수가 많아지면 속도가 저하되는 단점
 다운로드시 속도는 T1급에 근접
가정
케이블
인터넷 백본
데이터
회사
라우터
케이블 모뎀을 이용한
통신의 예
케이블
지역국
TV 신호
서버
학교
케이블 방송
회사
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네트워크 연결 장비
네트워크 연결 회선
전력선을 이용한 통신 기법
 기존의 전력선에 플러그를 꽃아 초고속 인터넷을 이용
할 수 있는 차세대 통신 기법
 2005년을 전후해 지구촌의 전기선을 통해 전기뿐만 아
니라 데이터와 음성, 영상 등도 통합 전송하는 통신선의
역할 수행 기대
 기존의 전기선으로 5~10Mbps의 고속 통신을 즐길수 있
음
 별도의 랜을 설치할 필요가 없음으로 비용 절감.
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네트워크 연결 장비