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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 21 LAN-Switching in modernen LANs (Local Area Networks) (2)

| Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

In der letzten Folge wurden Konstruktionsalternativen und wichtige Funktionen von LAN-Switches vorgestellt. Heute geht es um weitere wichtige funktionelle Möglichkeiten und Bauformen. Switches sind heute im Bereich weniger zehn Euro bis hin zu millionenschweren Geräten für jeden Anwendungszweck erhältlich.

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Leistungsfähige Switches erlauben einen blockierungsfreien Betrieb an allen Ports; Bild Extreme Networks
Leistungsfähige Switches erlauben einen blockierungsfreien Betrieb an allen Ports; Bild Extreme Networks
( Archiv: Vogel Business Media )

Um die Kosten bzw. den benötigten Platz auf dem Chip weiter zu reduzieren und die Leistung, besonders die Latenz zu verbessern, implementieren viele Switches eine Methode zur Weiterleitung von Paketen, die als „Cut Through Switching“ bezeichnet wird. Normalerweise werden Packet Switches mit einer Store- and Forward-Architektur, aufgebaut, bei der ein Paket vor der Weiterleitung vollständig zwischengespeichert und auf Fehler hin untersucht wird.

Cut Through Switching erlaubt die Weiterleitung eines Paketes schon dann, wenn die Zieladresse vollständig ausgewertet werden konnte, d.h. wenn klar ist, an welchen Port das Paket weitergeleitet werden soll. Natürlich ist dieses Verfahren von sich aus wesentlich schneller als die konventionelle Architektur und es ist berechtigt, ein bezüglich der Fehlerkontrolle vereinfachtes Verfahren zu benutzen. Eine immer besser werdender Qualität der Übertragungsstrecken und die besondere Situation der Switches, bei denen die Endgeräte entweder direkt (maximale Mikrosegmentierung) oder in kleinen Gruppen angeschlossen sind, erlaubt diese Vereinfachungen in puncto Fehlerkontrolle. Grundsätzlich sind derartige Methoden sogar ein genereller Trend – auch bei Protokollen der höheren Schichten.

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Die wichtigste Erkenntnis ist, dass ein reiner Cut Trough Switch nur an den Rändern einer Topologie benutzt werden kann, wenn die strukturellen Funktionen wie Schleifenerkennung und Paketfilterung unterdrückt wurden. Aber auch hier kennen die Hersteller wieder einen Ausweg: alle führenden Produkte können zwischen Store-and-Forward und Cut Through Switching umgeschaltet werden.

Doch wann sollte man umschalten? Wenn in einem Ethernet weniger als 3 Prozent fehlerhafte Pakete auftreten, kann man Cut Through verwenden; bei mehr als 5 Prozent muss es dagegen Store-and-Forward sein, um Filterungen vornehmen zu können. Beim Zwischenraum liegt die Entscheidung im Ermessen des Einzelnen.

Ganz elegant ist es, wenn man den Umschaltzeitpunkt auf dem Switch definieren kann, dieser also mit einer Management-Software das Netz selbständig beobachtet und automatisch zwischen den beiden Betriebsarten umschaltet.

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