Fragment-Free-Switching

Beim Fragment-Free-Verfahren wartet ein Switch die ersten 64 Byte eines Rahmens (Frame) ab und beginnt erst dann die Weiterleitung. Es liegt damit zwischen den beiden anderen Verfahren: schneller als die vollständige Aufnahme, sicherer als die Weiterleitung nach der Zieladresse.

Warum genau 64 Byte

Die Grenze ist nicht gewählt, sondern abgeleitet. Ein Ethernet-Rahmen muss mindestens 64 Byte lang sein, und dieser Mindestwert hat einen Grund: Er entspricht der Zeitspanne, innerhalb der eine Kollision im gemeinsam genutzten Medium erkannt werden konnte — 512 Bit-Zeiten.

Daraus folgt: Jeder Rahmen, der kürzer als 64 Byte ist, ist ein Bruchstück. Entweder ein Kollisionsrest oder ein Rahmen, dessen Übertragung abgebrochen wurde. Solche Bruchstücke heißen Runts.

Wer die ersten 64 Byte abwartet, erkennt daran genau diese Klasse von Fehlern und leitet sie nicht weiter. Der Switch prüft dabei keine Prüfsumme — er prüft nur, ob der Rahmen die Mindestlänge erreicht.

Was es auffängt und was nicht

Aufgefangen werden Bruchstücke unterhalb der Mindestlänge. In einem Netz mit gemeinsam genutztem Medium war das die häufigste Fehlerart überhaupt, weshalb das Verfahren den praktischen Nutzen hatte, den Großteil der fehlerhaften Rahmen ohne Latenzverlust abzufangen.

Nicht aufgefangen wird ein Fehler, der nach dem 64. Byte auftritt — eine gestörte Stelle in der Mitte eines langen Frames oder eine falsche Prüfsumme bei korrekter Länge. Solche Rahmen gehen durch.

Das Verfahren ist also kein abgeschwächtes Store-and-Forward, sondern eines, das eine bestimmte Fehlerklasse adressiert: die, die bei Kollisionen entsteht.

Verzögerung

Die Wartezeit ist konstant, weil immer dieselbe Byte-Zahl abgewartet wird. 64 Byte entsprechen 512 Bit:

Gegenüber der vollständigen Aufnahme ist der Gewinn bei langen Rahmen erheblich, bei kurzen gleich null — ein Rahmen von 64 Byte ist nach 64 Byte ohnehin vollständig. Für diesen Fall sind beide Verfahren identisch.

Warum es heute kaum vorkommt

Der Nutzen hing an der Kollision, und die ist verschwunden. Mit geschalteten Netzen und Vollduplexbetrieb hat jeder Anschluss eine eigene Übertragungsstrecke in jede Richtung; es gibt kein gemeinsam genutztes Medium mehr, auf dem zwei Stationen gleichzeitig senden könnten.

Damit entfällt die Fehlerklasse, die das Verfahren abfangen sollte. Bruchstücke entstehen heute nur noch durch defekte Hardware oder gestörte Leitungen — und dagegen hilft die Prüfsumme besser als die Längenprüfung.

Das Verfahren ist deshalb vor allem von didaktischem Wert: Es erklärt, woher die Mindestlänge eines Ethernet-Rahmens kommt und warum sie 64 Byte beträgt. In Geräteeinstellungen taucht es noch auf, in neuen Netzen wird es nicht mehr bewusst gewählt.

Abgrenzung

Die Gegenüberstellung der drei Verfahren samt Entscheidungskriterien steht im Lemma zu den Weiterleitungsverfahren.

Store-and-Forward nimmt den Rahmen vollständig auf und prüft die Prüfsumme. Cut-Through leitet schon nach der Zieladresse weiter.

Ein Runt ist der Rahmen unterhalb der Mindestlänge, den dieses Verfahren abfängt. Die Slot Time ist die Zeitspanne, aus der sich die Mindestlänge ergibt.

Quellen

• IEEE Std 802.3: Ethernet, Abschnitt zur Mindestrahmenlänge und zur Slot Time
• IEEE Std 802.1Q: Bridges and Bridged Networks