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Spanning tree
IEEE 802.2 LLC
해밍코드 원리
       

Spanning tree

1. 스패닝 트리 개요
  스패닝 트리란 n개의 정점으로 이루어진 무방향 그래프 G에서 n개의 모든 정점과 n-1개의 간선으로 만들어진 트리로 사이클이 없다. 즉, G안에 있는 모든 정점을 다 포함하면서 최소의 간선을 이용하여 연결한 그래프이다.

스패닝 트리는 다음과 같은 성질을 가진다.
① 그래프 내에 원래 있던 간선들만을 포함 한다
② 정점의 수가 n일때 n-1개의 간선만을 포함 한다
③ 순환 (cycle)이 있어서는 안된다



2. 스패닝 트리 알고리즘
  스패닝 트리 알고리즘(Spanning Tree Algorithm)이란 스위치나 브리지에서 발생할 수 있는 루핑을 미리 막기 위해 두 개 이상의 경로가 발생하면 하나를 제외하고 나머지 경로들을 자동으로 막아두었다가 만약 기존 경로에 문제가 생기면 막아놓은 경로를 풀어서 데이터를 전송하는 알고리즘이다.

  그림 1에서는 스패닝트리 알고리즘을 적용한 네트워크의 예를 보여주고 있다.

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(그림 1)


<스패닝 트리 네트워크 규칙>
1. 네트워크당 하나의 Root Bridge를 갖는다.
2. 루트 브리지가 아닌 나머지 브리지(Non Root Bridge)는 무조건 하나씩의 Root Port를 갖는다.
3. Segment당 하나씩의 Designated Port를 갖는다.


<Root Port와 Designated Port 순서 정하는 공식>
1단계 : 누가 더 작은 Root BID를 가졌는가?
2단계 : 루트브리지까지의 Path Cost 값은 누가 더 작은가?
3단계 : 누구의 BID (sender BID)가 더 작은가?
4단계 : 누구의 Port ID가 더 낮은가?
*Root Port : 루트 브리지에서 가장 가까이 있는 포트로 Path Cost가 가장 적은 것을 말한다.


1) 루트 브리지(Root Bridge)
  네트워크당 하나의 루트 브리지를 갖는다. 스패닝 트리 프로토콜 수행시 기준이 되는 브리지로서 가장 작은 값을 가진 스위치가 Root Bridge가 된다.

2) 루트가 아닌 브리지(Non Root Bridge)
  Root Bridge를 제외한 모든 브리지를 말하는 것으로 무조건 하나씩의 루트포트를 갖고 있어야 한다. 루트포트란 루트가 아닌 브리지에서 루트 브리지까지 가장 빨리 갈 수 있는 포트(가장 가까운 포트)를 말한다.

3) 지정 포트 (Designated port)
  사용자 입장에서 Root Bridge로 갈 수 있는 최저 경로 포트를 의미한다. 즉 브리지 또는 스위치 간에 연결된 링크에서 한 포트는 지정포트로 설정을 해야 된다. (=Segment당 하나씩의 Designated Port를 갖는다.)

4) Non Designated port
  Blocking 상태로서 데이터 전송이 이루어지지 않게 된다. (링크가 끊어짐)
 

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2010/05/05 22:01 2010/05/05 22:01
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IEEE 802.2 LLC


802.2 LLC (Logical Link Control)

  IEEE 802.3은 데이터링크 계층에서 수행하는 기능을 MAC, LLC 두 개로 세분화 하였다. MAC은 물리 계층과의 통신을 담당하고, LLC는 상위 네트워크 계층과 통신을 담당한다.

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(그림1) LLC PDU


  LLC PDU는 Ethernet MAC Frame에 포함된다. DSAP(목적지 서비스 액세스 포인트) 첫 번째 1bit가 0이면 Unicast Frame, 1이면 Multicast Frame을 나타내고, 나머지 7bit는 상위계층인 프로토콜을 식별하기 위해서 사용된다.
  SSAP(원천 서비스 액세스 포인트) 처음 1bit는 0이면 명령 PDU, 1이면 응답 PDU이고, 나머지는 마찬가지로 SAP이다. 그 밖에 Control 필드는 HDLC의 제어 필드와 동일하고, Information은 데이터이다.
  보통 Control 필드는 LLC Frame의 종류를 표시하며 대부분은 0x03값(UI)을 가진다


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(그림2) Control field

// HDLC와 마찬가지로 3가지 형태가 있다.

// 첫bit가 0 이면 I-Frame, 처음 두bit가 10 이면 S-Frame, 처음 두bit가 11 이면 U-Frame 이다.
// N(S),(R) 은 순서 번호
// S, M은 command와 response 타입을 정의한다. =>자세한 것은 문서나 기타 서적을 참고해주세요.
// X는 사용안함 (예약된 필드)
// P/F필드는 1일때만 poll혹은final 두 가지 의미를 갖는다.


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<Protocol Type>





SNAP(Sub Network Access Protocol)

  SNAP(Sub-Network Access Protocol)는 LLC가 다중의 여러 가지 망계층 프로토콜을 사용할 수 있도록 802.2 LLC 헤더를 확장할 수 있게 한 프로토콜로서 OUI와 PID필드로 구성된다.

-OUI(Organizationally Unique Identifier) : 제조사 코드를 나타내는 OUI값으로 24bit이다. (보통NULL)
-PID(Protocol Identifier): Ethernet의 Type과 같다. 크기는 16bit이다.



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  예를 위해서 임의로 데이터값을 적어보았다.




<참고문헌>
- TCP/IP Protocol Suite, 3rd Edition
-
http://standards.ieee.org/getieee802/do ··· 1998.pdf

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해밍코드 원리


  해밍코드(Hamming code)는 오류를 검출한 후 교정까지 할 수 있는 코드이다.
  해밍코드 조건식은 2^p ≥ m + p + 1 이다. 예를 들어 7개의 정보 비트가 있을때, p=3 이라고 가정해보자. 그러면 8 ≥ 7 + 3 + 1 은 성립하지 않는 식이 된다. p=4 라 가정하면 16 ≥ 7 + 4 +1 은 조건을 만족하는 식이 된다.
  따라서 정보비트의 수는 7, 패리티 비트 수는 4가 되는 것이다.

(p: 패리티 비트 수, m: 정보 비트 수)

-P1 : 1,3,5,7,9,11
-P2 : 2,3,6,7,10,11
-P3 : 4,5,6,7
-P4 : 8,9,10,11

  짝수 패리티의 경우 P1,P2,P3,P4 각각의 비트 번호에 해당되는 정보비트를 읽어서 1이 짝수이면 0이 패리티, 1이 홀수이면 1이 패리티 비트가 된다. <표1>처럼  패리티 비트와 정보 비트를 순서대로 나열하면 해밍코드가 되는 것이다.

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<표1. 해밍코드 생성의 예>

  해밍코드 복원방법으로는 오류가 발생한 해밍코드를 P4,P3,P2,P1 에 해당되는 비트를 읽어서 1이 짝수이면 0, 1이 홀수이면 1이 패리티 비트가 된다. 이 때, 이 패리티 비트들을 P4부터 순서대로 나열한 수를 10진수로 변환하면 그 10진수에 해당되는 비트의 자릿수가 오류가 있는 것이다. 따라서 이 자리를 반대 숫자로 바꿔주면 원래의 코드가 된다.
  예를 들면, 표1의 해밍코드에서 비트번호 3번의 데이터가 1로 변경되었다고 하자. 그러면 P1은 1이 되고, P2도 1이 된다. 나머지 P3은 0, P4는 0 이 된다. 이제 P4부터 나열하면 0 0 1 1 이 되는데, 십진수로 변환하면 3이 된다. 따라서 비트번호 3에 오류가 있다는 것을 알게 되는 것이다.
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2007/12/14 12:47 2007/12/14 12:47
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Network 2007/12/14 12:47

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  1. 케간지무늬 2008/03/31 07:58  수정/삭제  댓글쓰기

    아... 우리는 해밍을 언제까지 보고 살아야 하는거야?! ㅡㅡ;

  2. ㅋㅋ 2008/04/23 23:44  수정/삭제  댓글쓰기

    오빠 CRC 방식도 알려줘요ㅋ

  3. ㅋㅋ 2010/02/07 23:01  수정/삭제  댓글쓰기

    오빠 CRC 방식도 알려주지 마요ㅋ

    • 천공 2010/02/09 23:15  수정/삭제

      닉네임을 제대로 쓰라고~

      벌써 2년 다 되간다 ㅋ

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