Backbones - die leistungsstarken 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, so dass 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.

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 spielt eine Rolle. Idealerweise sollte ein Backbone üblicherweise eine höhere Übertragungskapazität als die an ihm angeschlossenen Netze haben. Backbones - die leistungsstarken Hintergrundnetze des Internets
Bild: teltarif.de

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 Hintergrund-Netz 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, um so leistungsstärker ist die Datenübertragung und um so 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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