कट-थ्रू स्विचिंग

कंप्यूटर नेटवर्किंग में, कट-थ्रू स्विचिंग, जिसे कट-थ्रू फ़ॉरवर्डिंग भी कहा जाता है, पैकेट स्विचिंग सिस्टम के लिए एक विधि है, जिसमें स्विच पूरे फ्रेम प्राप्त होने से पहले फ्रेम (या पैकेट) को अग्रेषित करना प्रारम्भ कर देता है, सामान्य रूप से जैसे ही गंतव्य पता और आउटगोइंग इंटरफ़ेस निर्धारित होता है। स्टोर और फॉरवर्ड की तुलना में, यह तकनीक स्विच के माध्यम से विलंबता को कम करती है और त्रुटि से निपटने के लिए गंतव्य उपकरणों पर निर्भर करती है। शुद्ध कट-थ्रू स्विचिंग केवल तभी संभव है जब आउटगोइंग इंटरफ़ेस की गति इनकमिंग इंटरफ़ेस की गति के बराबर या उससे अधिक हो।

अनुकूली स्विचिंग गतिशील रूप से वर्तमान नेटवर्क स्थितियों के आधार पर कट-थ्रू और स्टोर और फॉरवर्ड व्यवहार के बीच चयन करती है।

कट-थ्रू स्विचिंग वर्महोल स्विचिंग के साथ निकटता से जुड़ा हुई है।

ईथरनेट में उपयोग
जब ईथरनेट में कट-थ्रू स्विचिंग का उपयोग किया जाता है तो स्विच आने वाले फ़्रेम को अग्रेषित करने से पहले उसकी अखंडता को सत्यापित करने में सक्षम नहीं होता है। कट-थ्रू स्विच विकृत फ़्रेमों को अग्रेषित करेगा, जबकि स्टोर और फ़ॉरवर्ड स्विच उन्हें त्याग देगा।

तकनीक का विकास कल्पना द्वारा किया गया था, जिसने पहला ईथरनेट स्विच पेश किया था।

स्टोर-एंड-फॉरवर्ड ईथरनेट स्विच की तुलना में कट-थ्रू ईथरनेट स्विच का प्राथमिक लाभ कम विलंबता है। कट-थ्रू ईथरनेट स्विच लगभग 10 माइक्रोसेकंड की एंड-टू-एंड नेटवर्क देरी विलंबता का समर्थन कर सकते हैं। 3 माइक्रोसेकंड से कम के एंड-टू-एंड एप्लिकेशन विलंबता के लिए विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है जैसे कि इन्फिनीबैंड।

फ्रैगमेंट फ्री कट-थ्रू स्विचिंग का रूपांतर है जो आंशिक रूप से इस समस्या को हल करता है यह सुनिश्चित करके कि संघट्ट के टुकड़े अग्रेषित नहीं किए जाते हैं। अग्रेषित करने से पहले टकराव का पता लगाने के लिए स्रोत से पहले 64 बाइट्स पढ़े जाने तक फ्रैगमेंट फ्री फ्रेम को होल्ड करेगा। यह केवल तभी उपयोगी होता है जब स्रोत पोर्ट पर टक्कर की संभावना हो।

यहां सिद्धांत यह है कि क्षतिग्रस्त फ्रेम (सामान्यतः टकराव से) प्रायः 64 बाइट्स के न्यूनतम मान्य ईथरनेट फ्रेम आकार से कम होते हैं। फ्रैगमेंट फ्री बफर के साथ प्रत्येक फ्रेम के पहले 64 बाइट्स, यदि आवश्यक हो तो स्रोत मैक (MAC) और पोर्ट को अपडेट करता है, गंतव्य मैक को पढ़ता है, और फ्रेम को फॉरवर्ड करता है। यदि फ्रेम 64 बाइट्स से कम है, तो इसे त्याग दिया जाता है। फ़्रेम जो 64 बाइट्स से छोटे होते हैं उन्हें रनट्स कहा जाता है यही कारण है कि फ़्रैगमेंट-फ्री स्विचिंग को कभी-कभी "रन लेस" स्विचिंग कहा जाता है। क्योंकि स्विच केवल प्रत्येक फ्रेम के 64 बाइट्स को ही बफ़र करता है, फ्रैगमेंट फ्री स्टोर और फॉरवर्ड की तुलना में एक तेज़ मोड है, लेकिन अभी भी खराब फ़्रेम को अग्रेषित करने का जोखिम उपस्थित है।

कुछ ऐसे परिदृश्य हैं जो पूरे फ्रेम को बफ़र करने के लिए कट-थ्रू ईथरनेट स्विच को बाध्य करते हैं, उस फ्रेम के लिए स्टोर-एंड-फॉरवर्ड ईथरनेट स्विच की तरह काम करते हैं-
 * गति- जब आउटगोइंग पोर्ट इनकमिंग पोर्ट से तेज होता है, तो स्विच को कम-गति पोर्ट से प्राप्त पूरे फ्रेम को बफर करना चाहिए, इससे पहले कि स्विच उस फ्रेम को उच्च-गति पोर्ट से प्रेषण करना प्रारम्भ कर दे, ताकि अंडररन को रोका जा सके। (जब आउटगोइंग पोर्ट इनकमिंग पोर्ट की तुलना में धीमा होता है, तो स्विच कट-थ्रू स्विचिंग कर सकता है और उस फ्रेम को पूरी तरह से प्राप्त होने से पहले प्रेषण करना प्रारम्भ कर देता है, हालांकि इसे अभी भी कुछ फ्रेम को बफर करना चाहिए)।
 * संकुलन- जब कट-थ्रू स्विच आने वाले पोर्ट से फ़्रेम को आउटगोइंग पोर्ट के माध्यम से बाहर जाने का निर्णय लेता है, लेकिन वह आउटगोइंग पोर्ट पहले से ही दूसरे इनकमिंग पोर्ट से फ़्रेम भेजने में व्यस्त है, स्विच को पहले आने वाले पोर्ट से कुछ या सभी फ्रेम को बफर करना चाहिए।

फाइबर चैनल में उपयोग
एससीएसआई (SCSI) ट्रैफिक के लिए आवश्यक कम विलंबता प्रदर्शन के कारण फाइबर चैनल में कट-थ्रू स्विचिंग प्रमुख स्विचिंग आर्किटेक्चर है। ब्रोकेड ने 1990 के दशक से अपने फाइबर चैनल एएसआईसी (ASICs) में कट-थ्रू स्विचिंग को लागू किया है और दुनिया भर में एसएएन (SANs) के उत्पादन में लाखों पोर्ट्स में इसे लागू किया गया है। कट-थ्रू स्विच में सीआरसी (CRC) त्रुटियों का पता लगाया जाता है और विकृत फ़्रेम ईओएफ (EOF) क्षेत्र को "अमान्य" के रूप में चिह्नित करके इंगित किया जाता है। गंतव्य डिवाइस (होस्ट या स्टोरेज) अमान्य ईओएफ देखता है और इसे एप्लिकेशन या एलयूएन (LUN) में भेजने से पहले फ्रेम को हटा देता है। गंतव्य डिवाइस द्वारा विकृत फ्रेम को हटाना त्रुटि से निपटने के लिए 100% विश्वसनीय तरीका है और तकनीकी समिति T11 द्वारा संचालित फाइबर चैनल मानकों द्वारा अनिवार्य है। गंतव्य डिवाइस पर विकृत फ्रेम को हटाने से खराब फ्रेम को पुनः प्राप्त करने में लगने वाला समय भी कम हो जाता है। जैसे ही गंतव्य डिवाइस ईओएफ चिह्नक को "अमान्य" के रूप में प्राप्त करता है, विकृत फ्रेम की पुनर्प्राप्ति प्रारम्भ हो सकती है। स्टोर और फ़ॉरवर्ड के साथ, विकृत फ़्रेम को एससीएसआई टाइमआउट के लिए मजबूर करने वाले स्विच पर छोड़ दिया जाता है और पुनर्प्राप्ति के लिए एससीएसआई पुनः प्रयास करता है जिसके परिणामस्वरूप दसियों सेकंड की देरी हो सकती है।

एटीएम (ATM) में प्रयोग
कट-थ्रू स्विचिंग एटीएम नेटवर्क का उपयोग करने वाले आईपी (IP) नेटवर्क की महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक थी क्योंकि एटीएम नेटवर्क के सीमा राउटर सभी बिंदुओं पर कम विलंबता वाले नेटवर्क के कोर के माध्यम से सेल स्विचिंग का उपयोग करने में सक्षम थे। उच्च गति लिंक के साथ, यह समस्या कम हो गई है क्योंकि पैकेट विलंबता बहुत कम हो गई है।

इंफिनीबैंड में प्रयोग
इंफिनीबैंड नेटवर्क में कट-थ्रू स्विचिंग बहुत लोकप्रिय है, क्योंकि ये प्रायः उन वातावरणों में तैनात किए जाते हैं जहाँ विलंबता एक प्रमुख चिंता है, जैसे कि सुपरकंप्यूटर क्लस्टर।

एसएमटीपी (SMTP) में प्रयोग
एक्ज़िम मेल ट्रांसफर एजेंट द्वारा निकट संबद्ध अवधारणा पेश की जाती है। फारवर्डर के रूप में संचालन करते समय आगे का संपर्क गंतव्य के लिए बनाया जा सकता है, जबकि स्रोत संपर्क अभी भी खुला है। यह एसएमटीपी संपर्क के भीतर स्रोत एमटीए (MTA) को सूचित करने के लिए लक्ष्य एमटीए द्वारा डेटा-टाइम अस्वीकृति (उदाहरण के लिए, सामग्री-स्कैनिंग के कारण) की अनुमति देता है, अधिक सामान्य स्टोर-एंड-फॉरवर्ड ऑपरेशन द्वारा आवश्यक पारंपरिक बाउंस संदेश के स्थान पर।

बिटकॉइन में प्रयोग
बिटकॉइन में ब्लॉक-रिले कम विलंबता बनाने के लिए कट-थ्रू स्विचिंग लागू किया गया है। कम विलंबता बिटकॉइन खनिकों के लिए उस दर को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है जिस पर उनके ब्लॉक अनाथ हैं।

यह भी देखें

 * वायर गति