Modes de commutation : Store-and-Forward et Cut-Through
Définition
Les modes de commutation définissent comment un switch traite les trames entrantes avant de les transmettre. Les deux principaux modes sont :
- Store-and-Forward : le switch reçoit la trame entière, vérifie le FCS (CRC), puis la transmet. Garantit l'intégrité mais ajoute de la latence.
- Cut-Through : le switch commence à transmettre la trame dès qu'il a lu l'adresse MAC de destination (6 premiers octets après le préambule), sans attendre la fin. Plus rapide mais ne détecte pas les erreurs.
Contexte
La certification CCST couvre ces modes car ils influencent les performances et la fiabilité d'un réseau commuté. Les switches Cisco modernes utilisent par défaut le store-and-forward, mais certains environnements basse latence (data center, trading) utilisent le cut-through.
Détails techniques
Comparaison détaillée
| Caractéristique | Store-and-Forward | Cut-Through |
|---|---|---|
| Trame lue en entier | Oui | Non (seulement les 6 premiers octets) |
| Vérification FCS (CRC) | Oui → rejette les trames corrompues | Non |
| Latence | Plus élevée (proportionnelle à la taille de la trame) | Très faible (fixe, ~few µs) |
| Propagation d'erreurs | Non | Oui (transmet les trames corrompues) |
| Usage | Switches d'accès et distribution | Data center, HPC, trading |
| Cisco : modèle typique | Catalyst 9200, 9300 | Nexus 9000 |
Variante : Fragment-Free
Le mode Fragment-Free est un compromis entre les deux :
- Le switch lit les 64 premiers octets de la trame avant de transmettre
- 64 octets = taille minimale d'une trame Ethernet → filtre les fragments de collision (runts)
- Plus rapide que store-and-forward, plus fiable que cut-through
| Mode | Octets lus avant transmission | Détecte les runts | Détecte les erreurs CRC |
|---|---|---|---|
| Cut-Through | ~6 (MAC dest.) | Non | Non |
| Fragment-Free | 64 | Oui | Non |
| Store-and-Forward | Totalité | Oui | Oui |
Adaptive Cut-Through
Certains switches supportent le mode adaptatif :
- Fonctionne en cut-through tant que le taux d'erreurs est faible
- Bascule automatiquement en store-and-forward si le taux d'erreurs dépasse un seuil
- Revient en cut-through quand le taux redescend
Impact sur la latence
| Taille de trame | Store-and-Forward (1 Gbps) | Cut-Through |
|---|---|---|
| 64 octets | ~0,5 µs | ~0,05 µs |
| 1518 octets | ~12 µs | ~0,05 µs |
La différence est minime à l'échelle d'un LAN mais significative dans les environnements où chaque microseconde compte.
Exemple concret
Un data center de trading haute fréquence utilise des switches Nexus en mode cut-through pour minimiser la latence entre les serveurs d'algorithmes et la passerelle de marché. Un réseau de campus classique utilise des Catalyst 9300 en store-and-forward : la latence légèrement supérieure est acceptable et les trames corrompues sont filtrées avant propagation.