Das Internet erzeugt riesige Mengen an Computer-zu-Computer-Verkehr, und um sicherzustellen, dass der gesamte Verkehr überall auf der Welt zugestellt werden kann, ist die Bündelung einer großen Anzahl von Hochgeschwindigkeitsnetzen erforderlich, die zusammen als Internet-Backbone bekannt sind, aber wie funktioniert das?

Was ist das Internet-Backbone?

Wie jedes andere Netz besteht auch das Internet aus Zugangsverbindungen, die den Datenverkehr zu Routern mit hoher Bandbreite leiten, die den Datenverkehr von der Quelle über den besten verfügbaren Pfad zum Ziel leiten. Dieser Kern besteht aus einzelnen Hochgeschwindigkeits-Glasfasernetzen, die miteinander verbunden sind, um das Internet-Backbone zu bilden.

Die einzelnen Kernnetze befinden sich im Privatbesitz von Tier-1-Internetdienstanbietern (ISP), riesigen Carriern, deren Netze miteinander verbunden sind. Zu diesen Anbietern gehören AT&T, CenturyLink, Cogent Communications, Deutsche Telekom, Global Telecom and Technology (GTT), NTT Communications, Sprint, Tata Communications, Telecom Italia Sparkle, Telia Carrier und Verizon.

Durch den Zusammenschluss dieser Langstreckennetze schaffen die Tier-1-ISPs ein einziges weltweites Netz, das ihnen Zugang zur gesamten Internet-Routing-Tabelle verschafft, so dass sie den Datenverkehr über eine Hierarchie zunehmend lokalerer ISPs effizient an sein Ziel weiterleiten können.

Diese Backbone-Provider sind nicht nur physisch miteinander verbunden, sondern werden auch durch ein gemeinsames Netzprotokoll, TCP/IP, zusammengehalten. Dabei handelt es sich eigentlich um zwei Protokolle, das Transport Control Protocol und das Internet Protocol, die Verbindungen zwischen Computern herstellen, die Zuverlässigkeit der Verbindungen gewährleisten und Nachrichten zu Paketen formieren.

Internet Exchange Points (IXP) verbinden das Backbone miteinander

Backbone-ISPs verbinden ihre Netze an Peering Points, neutralen Standorten mit Hochgeschwindigkeits-Switches und Routern, die den Verkehr zwischen den Peers weiterleiten. Diese befinden sich oft im Besitz von Dritten, manchmal gemeinnützigen Organisationen, die die Vereinheitlichung des Backbone erleichtern.

Die teilnehmenden Internet-Diensteanbieter der Stufe 1 tragen zur Finanzierung der IXP bei, stellen sich aber gegenseitig keine Gebühren für den Transport von Datenverkehr von anderen Internet-Diensteanbietern der Stufe 1 in Rechnung, was als abrechnungsfreies Peering bezeichnet wird. Durch solche Vereinbarungen werden potenzielle finanzielle Streitigkeiten vermieden, die zu einer Verlangsamung der Internetleistung führen könnten.

Wie schnell ist das Backbone?

Das Internet-Backbone besteht aus den schnellsten Routern, die Übertragungsgeschwindigkeiten von 100 Gbit/s liefern können. Diese Router stammen von Herstellern wie Cisco, Extreme, Huawei, Juniper und Nokia und verwenden das Border-Gateway-Protokoll (BGP), um den Datenverkehr untereinander zu leiten.

Wie gelangt der Datenverkehr in das Backbone

Unterhalb der Tier-1-ISPs befinden sich kleinere Tier-2- und Tier-3-ISPs.

Tier-3-Provider bieten Unternehmen und Verbrauchern Zugang zum Internet. Diese Anbieter haben keinen eigenen Zugang zum Internet-Backbone, so dass sie allein nicht in der Lage wären, ihre Kunden mit allen Milliarden an das Internet angeschlossenen Computern zu verbinden.

Der Erwerb des Zugangs zu Tier-1-Anbietern ist teuer. Deshalb schließen Tier-3-Diensteanbieter häufig Verträge mit Tier-2-Diensteanbietern (regionalen Anbietern) ab, die über eigene Netze verfügen, die den Datenverkehr an ein begrenztes geografisches Gebiet, aber nicht an alle an das Internet angeschlossenen Geräte weiterleiten können.

Um dies zu erreichen, schließen Tier-2-Diensteanbieter Verträge mit Tier-1-Diensteanbietern über den Zugang zum globalen Backbone ab und machen auf diese Weise ihren Kunden das gesamte Internet zugänglich.

Dieses Arrangement macht es möglich, dass der Datenverkehr von einem Computer auf der einen Seite der Welt zu einem Computer auf der anderen Seite gelangt. Dieser Verkehr geht von einem Quellcomputer zu einem Tier-3-ISP, der ihn an einen Tier-2-ISP weiterleitet, der ihn an einen Tier-1-Backbone-Provider weiterleitet, der ihn an den entsprechenden Tier-2-ISP weiterleitet, der ihn an einen Tier-3-Zugangsanbieter weiterleitet, der ihn an den Zielcomputer liefert.