Cut-Through-Verfahren

In Netzwerken mit Paketvermittlung spielt die Übertragungsverzögerung, die Latenzzeit, eine wesentliche Rolle, da abhängig von dieser, bestimmte Echtzeitanwendungen nicht realisierbar sind. Um diese Latenzzeit in Schaltnetzwerken von Vermittlungseinrichtungen und Switches so gering wie möglich zu halten, wird beim Cut-Through-Verfahren der Schaltprozess bereits eingeleitet, bevor das vollständige Datenpaket eingetroffen ist.


Die Paketauswertung beim Cut-Through-Verfahren

Das Cut-Through-Verfahren wertet also nicht das komplette Datenpaket aus, sondern nur die ersten Bytes, die die MAC- oder Zieladresse enthalten. Bereits nach Auswertung der Zieladresse mit der internen Adresstabelle wird das Datenpaket ohne Fehlerkorrektur über das Schaltnetzwerk auf den entsprechenden Ausgangsport weitergeleitet. Dadurch wird mit dem Cut-Through-Verfahren eine äußerst geringe Latenzzeit erreicht. Da keine Fehlerkorrektur erfolgt, können auch beschädigte Datenfragmente weitergeleitet werden, die später von Layer-2-Switches aussortiert werden. Es gibt allerdings auch Verfahrensvarianten, die eine Fragment-freie Übertragung unterstützen. Bei dieser Variante für Ethernet wird das Datenpaket bis zum 64. Byte überprüft, weil in diesen Bytes für gewöhnlich Kollisionen erkannt werden.

Je nach Netzwerk und Übertragungsrate liegen die Latenzzeiten bei einigen hundert Nanosekunden und darunter. Die eigentlichen Verzögerungen können nur wenige Nanosekunden betragen, wie bei 10GbE-Switches.

Eine Variante des Cut-Through-Verfahrens ist das fehlerfreie Cut-Through-Verfahren, Error Free Cut-Through. Bei diesem Verfahren kopiert der Switch das weitergeleitete Datenpaket und berechnet dessen Prüfsumme. Fehlerhafte Prüfsummen werden gezählt und bei Überschreiten eines gewissen Grenzwertes schaltet der Switch in das fehlerfreie Store-and-Forward-Verfahren. Erst wenn die Fehlerrate wieder sinkt erfolgt eine Rückschaltung in das schnellere Cut Through.

Das Cut-Through-Verfahren wird in Ethernet-Switches, in FC-Switches (Fibre Channel), in InfiniBand und in ATM-Schalteinheiten eingesetzt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Cut-Through-Verfahren
Englisch: cut through method
Veröffentlicht: 20.11.2015
Wörter: 269
Tags: #Übertragungstechniken der Datenkommunikation
Links: ATM-Schalteinheit, Byte, Datenpaket, Echtzeitanwendung, Ethernet