Backbones - leistungsstarke Hintergrundnetze des Internets

Als Back­bone bezeichnet man den Kern­bereich eines Netz­werks, der klei­nere Teil­netze verbindet. Das Back­bone des Inter­nets kann man beispiels­weise mit dem mensch­lichen Rücken­mark verglei­chen: So wie im Rücken­mark wich­tige Nerven­stränge gebün­delt verlaufen, bildet das Back­bone das beson­ders schnelle über­regio­nale Basis­netz, an das die klei­neren Netze der Netz­betreiber ange­schlossen sind. Auch die Auto­bahn, an die klei­nere Bundes- und Land­straßen ange­schlossen sind, kann als Verständ­nis­hilfe dienen.

In der Regel bestehen die Back­bone-Verbin­dungen im Internet aus Glas­faser­kabeln mit hoher Band­breite, durch die große, in Licht­wellen umge­wan­delte Daten­mengen geleitet werden. Dies gilt für Back­bone-Leitungen auf dem Land und auch für große unter­see­ische Daten­lei­tungen durch die Welt­meere, die die Konti­nente verbinden. Die Leitungs­füh­rung sollte in einem gut ausge­bauten Netz redun­dant abge­sichert sein, das heißt die Knoten- und Zugangs­punkte sind mehr­fach verknüpft, sodass der Ausfall einer einzelnen Verbin­dung über andere Leitungen abge­deckt werden kann. Aber auch Satel­liten-Verbin­dungen sind mitt­ler­weile aus den welt­umspan­nenden Back­bone-Verknüp­fungen nicht mehr wegzu­denken. Internet-Backbones
Bild: teltarif.de

Die physi­schen Knoten­punkte, an denen die einzelnen Glas­faser­stränge zusam­men­geschaltet werden oder an denen sich Über­gabe­punkte zu anderen Provi­dern befinden, bezeichnet man auch als Points of Presence (PoPs). In diesen Rech­ner­zen­tralen bestimmen Router, über welche Leitungen die Daten im Netz über­mit­telt werden. Im Opti­mal­fall für den Kunden ist das der schnellste Weg, wenn auch nicht unbe­dingt der geogra­fisch kürzeste. Die Geschwin­dig­keit der Daten­über­tra­gung ist abhängig von der Anzahl der Hops - dies ist die Länge einer Etappe zwischen zwei Netz­knoten. Auch die Leis­tungs­fähig­keit der Router und die Band­breite spielen eine Rolle. Idea­ler­weise sollte ein Back­bone übli­cher­weise eine höhere Über­tra­gungs­kapa­zität als die an ihm ange­schlos­senen Netze haben.

Mitt­ler­weile gibt es zahl­reiche Back­bone-Netze, die von verschie­denen, inter­national und national agie­renden Carriern betrieben werden. Im Verband der deut­schen Inter­net­wirt­schaft, eco, sind derzeit über 100 Back­bone-Betreiber in Deutsch­land vertreten. Internet-Service-Provider können also mit verschie­denen Back­bone-Betrei­bern koope­rieren, wenn sie über kein eigenes Hinter­grund­netz verfügen. Wie schnell und sicher die Inter­net­ver­bin­dung des Kunden ist, hängt in entschei­dendem Maße von dem Back­bone ab, über das der Service-Provider sein Angebot reali­siert. Je engma­schiger das Netz aus Knoten­punkten und Daten­lei­tungen geknüpft ist, umso leis­tungs­stärker ist die Daten­über­tra­gung und umso geringer die Gefahr von Netz­über­las­tungen.

Der Daten­aus­tausch zwischen den verschie­denen Hinter­grund­netzen

Bei den großen Netz­betrei­bern befindet sich ein POP als Zugangs­punkt zum Internet. Hier wird also die Leitung, die von einem privaten Haus­halt kommt, mit dem Internet verbunden. Ein POP verbindet auch die Netze der Netz­betreiber mit dem Core Network - dem eigent­lichen Internet-Back­bone. Im Kern­netz erfolgt die Daten­durch­lei­tung dann mit mehreren Gigabit pro Sekunde.

Jeder einzelne Betreiber schaltet seine Back­bone-Infra­struktur an zentralen Austausch­knoten mit den Netzen anderer Betreiber zusammen, an soge­nannten Peering Points, die gemeinsam finan­ziert und verwaltet werden. Hier werden die Daten­pakete in andere Netze geleitet. Da der Betrieb der Schnitt­stellen mit entspre­chender Hard­ware und Wartung hohe Kosten verur­sacht, haben sich welt­weit einige große öffent­liche Knoten wie etwa der DeCIX etabliert. Da Kunden ihre Daten schnell durchs Netz senden wollen und jeder Punkt im Internet rasch erreicht werden soll, müsste es für die Carrier ein Anliegen sein, möglichst viele Schnitt­stellen zur Konkur­renz zu schaffen.

Das im Internet übliche Verfahren des Daten­aus­tau­sches (Peering) erfolgt zwischen gleich­ran­gigen Carriern gebüh­ren­frei. Neben den großen öffent­lichen Peering Points gibt es auch private Austausch­punkte zwischen einzelnen Back­bone-Betrei­bern. Bei einem Vertrag zwischen Carriern unter­schied­licher Reich­weite und stark diffe­rie­rendem Daten­auf­kommen muss der klei­nere (regio­nale) Carrier in aller Regel den Daten­transit durch das Netz des Großen bezahlen.

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