2011. 04 김 형 진 (kim@jbnu.ac.kr) 전북대학교 IT응용시스템공학과 데이터 전송 Chapter 04 2011. 04 김 형 진 (kim@jbnu.ac.kr) 전북대학교 IT응용시스템공학과

1-1 지점 간 회선 지점 간 회선방식 공용회선 전용회선 1. 데이터 통신망 장치 간의 연결이 1대1로 직접 연결되어 있는 형태 공용회선 전화망을 이용하는 것으로 각 장치는 통신할 때마다 전화국의 교환기가 연결해 주는 통신회선을 사용 전용회선 장치 시스템이 해당 회선에 메시지를 보냄으로써 정보 전송이 시작되는데 주로 시스템 간의 데이터 송수신을 할 경우 사용

1. 데이터 통신망 1-2 다지점 공유 회선 다지점 공유 회선방식 한 개의 선에 여러 개의 장치를 연결하는 방법

2-1 연결 방식에 따른 분류 단방향 방식(simplex mode) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 데이터는 일방통행과 같이 한쪽 방향으로만 전송

2-1 연결 방식에 따른 분류 반이중 방식(half-duplex mode) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 각 장치가 송신과 수신이 가능하지만 동시에 송수신을 할 수 없는 방식

2-1 연결 방식에 따른 분류 전이중 방식(full-duplex mode) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 양쪽의 장치가 동시에 송수신이 가능한 통신 방식

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망(LAN, Local Area Network) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망(LAN, Local Area Network) 한정된 지역의 네트워크를 의미

근거리 통신망의 정의와 특징 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 정의와 특징 근거리 통신망(LAN, Local Area Network)은 한 건물이나 지역에 설치된 컴퓨터와 주변 장치(단말기, 프린터, 플로터 등), 전화, 텔렉스, 팩스 등을 유기적으로 결합한 초고속 통신망으로, 공중 통신망은 이용하지 않음 통신에 적합한 지역(1～20km)에서만 제한적으로 사용 데이터 전송 속도(1～20M bps)가 매우 빠른 통신 매체로 구성하며 오류 발생률이 낮음 기술이 발달하면서 20Mbps 이상의 전송속도도 실현할 수 있게 되었고, 앞으로도 더 속도가 개선될 전망

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 효과 자원 공유 : 근거리 통신망에서는 통신망을 이용해 자원을 공유 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 효과 자원 공유 : 근거리 통신망에서는 통신망을 이용해 자원을 공유 예를 들어, 근거리 통신망을 구축하면 프린터, 모뎀, 하드 디스크 등의 장치를 특별히 조작할 필요 없이 쉽게 공유 가능 또 프로그램, 파일, 데이터베이스 등도 공유 가능 부하 공유 : 여러 시스템에서 통신망을 이용해 부하를 공유할 수 있으므로 효율을 증가시킬 수 있음 신뢰성 개선 : 하나의 컴퓨터가 고장나도 다른 컴퓨터와 주변 기기는 영향을 적게 받음 통제 관리 용이 : 중요한 자료는 파일 서버 등에 저장하므로 체계적으로 통제하기 쉬움

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망이 공중 데이터 통신망과 다른 점 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망이 공중 데이터 통신망과 다른 점 공중 데이터 통신망보다 지역 범위가 한정되어 있으므로 컴퓨터와 통신장비 사이에 물리적인 연결 경로가 짧고, 경로를 설정할 필요도 없다. 그리고 고속으로 통신할 수 있음 전송 특성이 좋은 매체(동축 케이블이나 광섬유 케이블)를 사용하며, 오류 발생률이 매우 낮아 신뢰성 있는 정보 전송이 가능 학교 캠퍼스, 공장, 사무실, 빌딩 등 가까운 거리에서 단일 기관이 소유한 영역에 설치하므로 행정 처리 등에 제약을 받지 않음 다양한 통신망 구성도 가능 하나의 통신망을 이용하여 텍스트뿐만 아니라 음성, 이미지도 전송하여 정보를 종합적으로 처리할 수 있음

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 망 영역과 전송속도

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 목적과 필요성 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 목적과 필요성 근거리 통신망은 경제성, 신뢰성, 목적에 따른 확장성, 응답성 등 을 개선하고 성능과 가용성의 향상, 부하 배분 등이 목적 예를 들어, 컴퓨터 한 대에 단말기를 여러 대 연결한 시스템에서 새 로운 컴퓨터를 도입하여 각 단말기에 연결할 때, 새로운 컴퓨터를 각 단말기 스위치에 일일이 연결해야 하는 복잡한 작업이 발생 근거리 통신망으로 구성되어 있다면 어댑터를 이용하여 추가된 접 속 장치만 연결하면 되므로, 어렵지 않게 새로운 정보기기를 추가하 고 접속할 수 있음 LAN은 각종 정보기기를 연결하고 교환하는 기능을 하는데, 이 기능 은 LAN이 탄생한 기본 배경이자 현재도 계속 발전하는 이유 중 하 나

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 근거리 통신망의 목적과 필요성

LAN에서 구성하는 서버와 클라이언트의 구조 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 LAN에서 구성하는 서버와 클라이언트의 구조

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 네트워크 인터페이스 카드(또는 LAN 카드) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 네트워크 인터페이스 카드(또는 LAN 카드) LAN에서 서버와 각 클라이언트에 위치하며, 전송매체에 접속시켜 주 는 역할 데이터를 입출력하고, 송수신하고, 저장하며, 프로토콜을 처리하는 기능 네트워크에서 돌아다니는 전기신호를 만들고, 정보를 직류 펄스로 변환 하는 물리적 연결을 생성하며, 케이블에 접근하는 특별한 프로토콜에 맞추는 역할 NIU(Network Interface Unit), LAN 카드, LAN 보드, 네트워크 어댑터라 고도 함

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 네트워크 형태에 따른 근거리 통신망의 분류 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 네트워크 형태에 따른 근거리 통신망의 분류 네트워크 형태(토폴리지)에 따른 분류란 네트워크를 구성하는 노드와 노드 간에 연결 상태를 기하학적으로 배치하여 분류한 것

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN(Wireless LAN) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN(Wireless LAN) 전파나 적외선 등을 이용해 대기를 통신 채널로 사용하는 근거리 네트워크로, 통신 회선을 최소한으로 연결해도 데이터 교환 가능 무선 네트워크를 하이파이 오디오처럼 편리하게 쓰게 한다는 뜻에서와이파이(Wi-Fi)라고도 함

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN의 특징과 제한점 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN의 특징과 제한점 초기에 전파가 도달하는 거리가 10m에 불과했으나 2000년대 들어와서는 50~200m 정도까지 대폭 늘어남 전송속도가 4~11Mbps로 대용량 멀티미디어 정보를 주고받을 수 있고, 사용료가 저렴하여 장시간 사용 가능, 이동성과 보안성까지 갖춤 유선 연결이 복잡한 백화점이나 병원, 박물관 등 전시회, 세미나, 건설현장에서 일시적으로 네트워크를 설치하는 데 매우 유용 보안과 주파수 간섭으로 전력이 소모되는 등 해결할 문제가 많긴 하나 앞으로 기대되는 네트워크 현재는 무선 LAN 자체보다는 유선 LAN을 연장하는 개념으로 많이 사용하나 무선 LAN 자체 시장 영역이 점차 확대할 것으로 전망

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN의 시스템 구성 예 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 캠퍼스 구성도 : 방향성이 없는 안테나를 이용해 도서관과 전자계산소, 기숙사 등에서 유무선으로 인터넷과 네트워크를 활용 AIR-200AP(접근 포인트)를 이용해 강의실과 각 기숙사별로 케이블 없이 네트워크를 구축 캠퍼스 내 벤치나 운동장에서도 무선 LAN을 이용해 서버에 접속할 수 있고, 강의실에 케이블을 따로 설치하지 않아도 네트워크를 사용할 수 있다는 특징

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN의 최신 동향 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 LAN의 최신 동향 애플의 iPhone이나 노키아·대만 HTCDML 스마트폰 등에 무선 LAN을 표준 으로 많이 탑재하면서 외출할 때 고속 무선통신 수단으로 무선 LAN의 역할 이 커짐 따라서 교통수단이나 공공공간에서의 이용이 확대 세계 휴대폰 업계에서 급증하기 시작한 데이터 트래픽양을 소화하려고 대 용량 콘텐츠를 사용자에게 전달하는 수단으로 무선 LAN이 각광을 받음 노키아나 애플이 자사의 음악 콘텐츠를 제공할 때 휴대전화망이 아니라 무 선 LAN을 활용하는 것은 매우 현실적인 선택 대용량 무선통신을 실내외에서 저렴하게 제공하는 무선 LAN의 활용 범위 는 계속 확대될 전망 무선 분산시스템(WDS, Wireless Distribution System)을 사용해 [그림 5-55] 처럼 AP 간에 무선 네트워크를 구성할 수 있음

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 분산시스템 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 무선 분산시스템 인터넷에 연결되지 않은 AP가 인터넷이 연결된 AP에 WDS로 연결하면, 인터넷에 연결되지 않은 AP에 접속된 무선 클라이언트도 인터넷을 사용할 수 있음. 이것이 무선 브리지/리피터 역할을 해주어 무선통신 가능 범위를 확장

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 원거리 통신망(WAN, Wide Area Network) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 원거리 통신망(WAN, Wide Area Network) 국가나 대륙 등을 포괄하는 광대한 영역에 각종 정보들의 전송을 제공하는 것 도시와 도시 사이, 국가와 국가 등 원격지 사이를 연결하는 통신망 일반적으로 범위가 10km 이상. 인공위성을 이용한 패킷 통신을 제외하고는 각 노드의 연결이 LAN과는 달리 점-대-점(point to point) 접속 방식 사용

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 대도시 통신망(MAN, Metropolitan Area Network) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 대도시 통신망(MAN, Metropolitan Area Network) 근거리 통신망보다는 크지만, 원거리 통신망이라고 말하기에는 지리적으로 작은 장소 내의 컴퓨터 자원들과 사용자들을 서로 연결하는 네트워크로 한 도시 내의 네트워크들을 하나의 거대한 네트워크로 서로 연결하는데 적용 근거리 통신망들을 브리지를 이용하여 백본 회선에 연결하는 것 백본은 소형 회선들로부터 데이터를 모아 빠르게 전송할 수 있는 대규모 전송회선 고속 광역 통신망은 도시와 도시 사이, 국가와 국가 등 원격지 사이를 연결하는 광역 통신망(WAN)에, 음성, 화상, 데이터 등 모든 형태의 트래픽을 고속 디지털로 처리해주는 정보 통신망

2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 부가가치 통신망 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 공중전기통신사업자로부터 통신회선을 임대해 독자적인 네트워크를 형성

미래의 통신망 정의와 서비스 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-2 컴퓨터 네트워크의 규모에 따른 분류 미래의 통신망 정의와 서비스 광대역 통합 네트워크(BcN, Broadband convergence Network) 통신과 방송, 인터넷 등 각종 서비스를 통합하며, 다양한 응용 서비스를 쉽게 개발할 수 있는 개방형 플랫폼(Open API)에 기반을 둔 차세대 통합 네트워크 USN(Ubiquitous Sensor Network) 센서 네트워크를 이용해 유비쿼터스 환경을 구현하는 것이 목적인 기술 무선 메시 네트워크(Wireless Mesh Network) 기존 점-대-점, 점-대-다점의 무선통신 방식과 달리, 유선망의 메시 네트워크 형태를 무선망에서 가져와 망의 신뢰도와 적은 출력을 이용한 무선망의 확장 등의 장점이 있는 기술

참고 - 고속 광역 통신망 교환 방식 회선 교환(Circuit Switching) 회선 교환의 특징 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 참고 - 고속 광역 통신망 교환 방식 회선 교환(Circuit Switching) 노드와 노드 간에 물리적인 전용 통신로를 설정하고 데이터를 교환하는 방식 회선 교환 데이터망(CSDN, Circuit Switched Data Network) 회선 교환의 특징 실시간 처리에 적합하고, 한번 접속이 되면 통신 제어가 필요하지 않기 때문에 데이터량이 많고 긴 메시지 전송에 적합한 방식 속도 변화 및 트래픽 처리에 동적으로 대처하기가 어렵고, 접속되어있는 동안에 두 시스템 간에 통신 회선이 독점되어 있다는 단점이 있음

참고 - 고속 광역 통신망 교환 방식 메시지 교환 원리 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 참고 - 고속 광역 통신망 교환 방식 메시지 교환 원리 송신 노드에서 수신 노드로 데이터를 전송하기 위하여 송신 노드에서 교환기로 데이터를 보내어 교환기의 메모리에 저장하였다가 수신 노드에서 요구 시 교환기에서 수신 노드에게 데이터를 전송하는 방식

Section 03 광역 통신망과 고속 광역 통신망 교환 방식 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 Section 03 광역 통신망과 고속 광역 통신망 교환 방식 참고 - 고속 광역 통신망 교환 방식 메시지 교환의 특징 메시지를 1개 복사하여 여러 노드로 전송하는 것으로, 전송하는 도중 오류가 발생해도 메모리에 저장된 사본을 재전송할 수 있다는 장점이 있음 회선 교환 방식처럼 송수신 노드 양쪽이 동시에 전송할 수 있는 상태 이지 않아도 되고, 트래픽이 폭주하여 시간이 지연될 수도 있지만 메 시지가 폐기되지는 않음 여러 지점을 동시에 전송하는 방송통신 기능과 부가되는 제어 정보로 오류를 제어하고, 코드를 변환하며, 우선순위를 제어하는 등 통신 처리 기능도 있음 단점은 메시지 길이가 가변적이라 교환기 기억 장치의 사용 효율, 전 송 지연, 통신회 선의 이용률 부분이 효율적이지 않다는 점

Section 03 광역 통신망과 고속 광역 통신망 교환 방식 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 Section 03 광역 통신망과 고속 광역 통신망 교환 방식 참고 - 고속 광역 통신망 교환 방식 패킷 교환의 원리 데이터를 패킷 형태로 분할하여 전송하고 수신 전송 노드에는 데이터를 패킷으로 분해하는 기능이, 수신 노드에는 패킷을 하나의 메시지로 합치는 기능이 있어야 함 패킷은 데이터를 일정한 길이로 분할하여 그 데이터 앞에 헤더(주소 정보, 오류 제어 , 정보, 순서 번호 등 포함)를 두는 메시지 교환 전송 방식과 비슷한 축적 교환 방식 패킷의 형태

2-3 전송 신호를 기준으로 분류 베이스밴드 전송방식(baseband transmission) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-3 전송 신호를 기준으로 분류 베이스밴드 전송방식(baseband transmission) 디지털 데이터를 변조하지 않고 그대로 전송로를 통해 전송하는 전송방식 디지털 형태, 즉 0과 1로 출력되는 직류 신호를 변조하지 않고 그대로 전 송하는 방식. 장거리 전송에는 적합하지 않고, 컴퓨터와 단말기 사이의 통신과 근거리 통신 등에 사용 브로드밴드 전송방식(broadband transmission) 디지털 신호를 아날로그 신호로 변조한 후 하나의 단일 링크를 통해 복수의 전송 채널로 전송하는 전송방식 디지털 정보를 아날로그 신호로 변환하는 방식을 브로드밴드 대역 전송 방식 또는 디지털 변조 방식이라고 함 이 방식은 컴퓨터에서 발생하는 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 바꿔서 아날로그 통신망을 이용해 전송 이때 사용되는 것이 모뎀의 기능인 디지털 변조 송신 측에서는 직류 신호를 교류 신호로 변환하여 전송하고, 수신 측에서는 교류 신호를 직류 신호로 변환하여 데이터를 전송

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-3 전송 신호를 기준으로 분류 베이스밴드 브로드밴드의 비교

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) 다중 충돌 접근 기법 데이터를 전송하기 전에 회선을 감시하다가 회선이 비어 있을 경우 전송하는 방식

2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 다중 충돌 접근 기법(CSMA/CD) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 채널을 사용하기 전에 다른 이용자가 해당 채널을 사용하는지 점검. 즉, 채널 상 태를 확인해 패킷 충돌을 피하는 방식 채널이 사용 중이면 일정 시간이 지난 후에 다시 채널을 검사하여 사용하지 않으 면 전송을 시작. 즉, 사용 경쟁으로 채널 사용권을 얻고, 채널을 사용하기에 앞서 다른 노드가 현재 채널을 사용하는지 조사하여 비어 있으면 사용함. →다중 접근 (Multiple Access) 통신 제어 기능이 단순하여 적은 비용으로도 네트워크화할 수 있으며, 완전한 분 산시스템을 구성할 수 있다는 것이 장점 노드 수가 적고, 부하가 잘 걸리지 않는 환경일 때 최적의 성능 발휘 부하가 일정 수준 이상으로 늘어나면 성능이 급격히 떨어지므로 채널 이용률이 낮고, 지연 시간도 예측할 수 없어 불편함 실시간으로 전송해야 하는 환경이나 네트워크를 운용하는 것을 감시하고 제어해 야 하는 환경에서는 부적합

2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 토큰링(token ring) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 여러 장치들이 하나의 고리에 이어져 형성 데이터가 하나의 장치에서 다음 장치로 차례차례 전달

2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 토큰 링(token ring) 2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 토큰 링(token ring) 뉴홀 링(Newhall Ring)에서 링 제어 기법을 적용하여 각 네트워크에 사 용하던 방식 논리적으로는 링 형태, 하나의 토큰 링 네트워크를 구성 토큰 링에서 토큰 패싱(Token Passing) 방식을 사용. 토근 패싱은 채널 을 통제해 충돌이 발생하지 않도록 고유 채널을 사용하는 권한을 균등 하게 부여하여 토큰을 확보했을 때만 데이터를 전송할 수 있게 하는 방 식 초기에는 물리적 링 구조에서만 구성할 수 있었으나, 지금은 버스 구조 의 전송로에서도 논리적 토큰 링을 구성하는 게 가능해짐 토큰 패싱 방식에서는 토큰을 소유하는 우선순위를 부여하여 충돌로 일 어나는 데이터의 지연시간을 미리 예측할 수 있는데, 전송 데이터가 없 는데도 토큰이 전송로를 회전하여 낭비 요소 발생

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 코드 분할 다중 접속(CDMA, Code Division Multiple Access) 데이터를 암호화한 후 그것을 가용한 전체 대역폭으로 전송 수신 측에서는 이를 복호화하여 수신

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 주파수 분할 다중 접속(FDMA, Frequency Division Multiple Access) 통신을 위한 주파 수 대역폭을 통신 기기 서로가 일정 대역폭만을 사용하도록 약속을 하고 서로 통신할 수 있도록 한 것

2. 컴퓨터 네트워크의 분류 2-4 전송 매체의 접근 방식에 따른 분류 시간 분할 다중 접속(TDMA, Time Division Multiple Access) 통신 주파수 대역폭 전부를 사용하지만 시차를 두어 기기마다 주파수를 점유하여 사용할 수 있도록 한 것

정의 토폴로지(topology) 3. 네트워크 토폴로지 근거리 통신망을 구성할 때 각 컴퓨터들은 여러 가지 형태로 연결하여 구성하는 형태 컴퓨터 네트워크 요소들을 물리적으로 연결해 놓은 것 또는 그 연결 방식

3-1 버스 토폴로지 버스 토폴로지(bus topology) 3. 네트워크 토폴로지 개방된 케이블에 컴퓨터들이 연결된 형태를 의미하는 것 버스란 케이블을 의미

3-2 링 토폴로지 링 토폴로지(ring topology) 3. 네트워크 토폴로지 동그란 형태로 연결되어 있는 케이블에 컴퓨터들이 차례로 연결되어 있는 형태

3-3 스타 토폴로지 스타 토폴로지(star topology) 3. 네트워크 토폴로지 중앙에 위치한 기기를 중심으로 사방으로 기기들이 연결되어 있는 형태

3-4 트리 토폴로지 트리 토폴로지(tree topology) 3. 네트워크 토폴로지 버스 토폴로지와 성형 토폴로지의 결합형태 다수의 버스 방식을 허브 또는 스위치를 이용하여 마치 나무에서 가지가 뻗어 나가는 형태로 연결하여 사용하는 네트워크 토폴로지

3-5 메시 토폴로지 메시 토폴로지(mesh topology) 3. 네트워크 토폴로지 모든 기기들이 서로 1:1로 연결 구성하는 모든 기기들은 각각의 기기들과 서로 통신할 수 있는 선로가 모두 연결된 형태로 구성 통신할 수 있도록 선로를 연결시키면 형태가 그물(mesh)처럼 형성

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