Internet-Backbone – Wikipedia

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Wichtige Infrastruktur der Netze des Internets

Jede Linie wird zwischen zwei Knoten gezogen, die zwei IP-Adressen darstellen. Dies ist ein kleiner Blick auf das Rückgrat des Internets.

Das Internet-Backbone kann durch die Hauptdatenrouten zwischen großen, strategisch miteinander verbundenen Computernetzwerken und Kernroutern des Internets definiert werden. Diese Datenrouten werden von kommerziellen, staatlichen, akademischen und anderen Netzwerkzentren mit hoher Kapazität sowie von Internet-Austauschpunkten und Netzwerkzugangspunkten gehostet, die den Internetverkehr zwischen Ländern, Kontinenten und über die Ozeane austauschen. Internetdienstanbieter, häufig Tier-1-Netzwerke, beteiligen sich am Internet-Backbone-Verkehr durch privat ausgehandelte Zusammenschaltungsvereinbarungen, die in erster Linie dem Prinzip des siedlungsfreien Peerings unterliegen.

Das Internet und folglich seine Backbone-Netzwerke sind weder auf zentrale Steuerungs- oder Koordinierungseinrichtungen angewiesen, noch implementieren sie globale Netzwerkrichtlinien. Die Ausfallsicherheit des Internets resultiert aus seinen wichtigsten Architekturmerkmalen, insbesondere der Idee, so wenig Netzwerkstatus- und Steuerfunktionen wie möglich in die Netzwerkelemente zu integrieren und sich stattdessen auf die Endpunkte der Kommunikation zu verlassen, um den größten Teil der Verarbeitung zur Gewährleistung der Datenintegrität zu erledigen. Zuverlässigkeit und Authentifizierung. Darüber hinaus bieten der hohe Redundanzgrad der heutigen Netzwerkverbindungen und die ausgeklügelten Echtzeit-Routing-Protokolle alternative Kommunikationswege für den Lastausgleich und die Vermeidung von Überlastungen.

Die größten Anbieter, sogenannte Tier-1-Anbieter, verfügen über so umfassende Netzwerke, dass sie keine Transitverträge von anderen Anbietern erwerben.[1] Ab 2019[update]In der Telekommunikationsbranche gibt es sechs Tier-1-Anbieter: CenturyLink (Stufe 3), Telia Carrier, NTT, GTT, Tata Communications und Telecom Italia.[2]

Infrastruktur[edit]

Verlegung prominenter Unterseekabel, die als physische Infrastruktur des Internets dienen.

Das Internet-Backbone besteht aus vielen Netzwerken zahlreicher Unternehmen. Glasfaser-Amtsleitungen bestehen aus vielen Glasfaserkabeln, die zur Erhöhung der Kapazität oder Bandbreite gebündelt sind. Die Glasfaserkommunikation bleibt aus mehreren Gründen das Medium der Wahl für Internet-Backbone-Anbieter. Glasfasern ermöglichen schnelle Datengeschwindigkeiten und eine große Bandbreite, sie leiden unter einer relativ geringen Dämpfung, sodass sie große Entfernungen mit wenigen Repeatern zurücklegen können, und sie sind auch immun gegen Übersprechen und andere Formen elektromagnetischer Störungen, die die elektrische Übertragung beeinträchtigen.[3] Die im Backbone integrierten Echtzeit-Routing-Protokolle und die Redundanz können den Datenverkehr auch im Falle eines Fehlers umleiten.[4] Die Datenraten von Backbone-Leitungen haben im Laufe der Zeit zugenommen. In 1998,[5] Alle Backbone-Netzwerke der USA hatten die langsamste Datenrate von 45 Mbit / s verwendet. Dank technologischer Verbesserungen konnten 41 Prozent der Backbones bis Mitte der 2000er Jahre Datenraten von 2.488 Mbit / s oder schneller erreichen.[6]

Geschichte[edit]

Die ersten paketvermittelten Computernetzwerke, das NPL-Netzwerk und das ARPANET, wurden 1973 über das University College London miteinander verbunden.[7] Das ARPANET verwendete ein Backbone von Routern, die als Interface Message Processors bezeichnet wurden. Andere paketvermittelte Computernetzwerke vermehrten sich ab den 1970er Jahren, nahmen schließlich TCP / IP-Protokolle an oder wurden durch neuere Netzwerke ersetzt. Die National Science Foundation gründete 1986 das National Science Foundation Network (NSFNET), indem sie sechs Networking-Sites finanzierte 56kbit / s Verbindungsverbindungen mit Blick auf das ARPANET. 1987 wurde dieses neue Netzwerk auf aktualisiert 1.5Mbit / s T1-Links für dreizehn Websites. Zu diesen Standorten gehörten regionale Netzwerke, die wiederum über 170 andere Netzwerke miteinander verbanden. IBM, MCI und Merit haben das Backbone auf aktualisiert 45Mbit / s Bandbreite (T3) im Jahr 1991.[8] Die Kombination von ARPANET und NSFNET wurde als Internet bekannt. Innerhalb weniger Jahre führte die Dominanz des NSFNet-Backbones 1990 zur Stilllegung der redundanten ARPANET-Infrastruktur.

In den frühen Tagen des Internets tauschten Backbone-Anbieter ihren Datenverkehr an staatlich geförderten Netzwerkzugriffspunkten (NAPs) aus, bis die Regierung das Internet privatisierte und die NAPs an kommerzielle Anbieter übertrug.[1]

Modernes Rückgrat[edit]

Aufgrund der Überschneidung und Synergie zwischen Ferngesprächsnetzen und Backbone-Netzen besitzen die größten Ferngesprächsanbieter wie AT & T Inc., MCI (2006 von Verizon übernommen), Sprint und CenturyLink auch einige der größten Internet-Backbones Netzwerke. Diese Backbone-Anbieter verkaufen ihre Dienste an Internet Service Provider (ISPs).[1]

Jeder ISP verfügt über ein eigenes Notfallnetzwerk und ist mit einem ausgelagerten Backup ausgestattet. Diese Netzwerke sind miteinander verflochten und kreuz und quer, um ein redundantes Netzwerk zu erstellen. Viele Unternehmen betreiben ihre eigenen Backbones, die alle an verschiedenen Internet Exchange Points (IXPs) auf der ganzen Welt miteinander verbunden sind.[9] Damit Daten in diesem Web navigieren können, müssen Backbone-Router – Router, die leistungsfähig genug sind, um Informationen zu verarbeiten – im Internet-Backbone vorhanden sein und Daten an andere Router weiterleiten können, um sie an ihr endgültiges Ziel zu senden. Ohne sie würden Informationen verloren gehen.[10]

Wirtschaftlichkeit des Rückgrats[edit]

Peering-Vereinbarungen[edit]

Backbone-Anbieter mit ungefähr gleichem Marktanteil schließen regelmäßig Vereinbarungen, sogenannte Peering-Vereinbarungen, die es dem Netzwerk eines anderen ermöglichen, den Verkehr dort abzugeben, wo er letztendlich bereitgestellt wird. Normalerweise berechnen sie sich dafür keine Gebühren, da die Unternehmen unabhängig davon Einnahmen von ihren Kunden erzielen.[1][11]

Verordnung[edit]

Die Kartellbehörden haben dafür gesorgt, dass kein Anbieter groß genug wird, um den Backbone-Markt zu dominieren. In den USA hat die Federal Communications Commission beschlossen, die Wettbewerbsaspekte der Internet-Backbone-Verbindungsbeziehungen nicht zu überwachen, solange der Markt weiterhin gut funktioniert.[1]

Transitvereinbarungen[edit]

Backbone-Anbieter mit ungleichen Marktanteilen schließen normalerweise Vereinbarungen, die als Transitvereinbarungen bezeichnet werden, und enthalten normalerweise eine Art Geldvereinbarung.[1][11]

Regionales Rückgrat[edit]

Ägypten[edit]

Während der ägyptischen Revolution von 2011 hat die ägyptische Regierung die vier großen ISPs am 27. Januar 2011 gegen 17.20 Uhr EST geschlossen.[12] Offensichtlich waren die Netze nicht physisch unterbrochen worden, da der Internet-Transitverkehr durch Ägypten nicht betroffen war. Stattdessen schloss die Regierung die BGP-Sitzungen (Border Gateway Protocol), in denen lokale Routen angekündigt wurden. BGP ist für das Routing des Datenverkehrs zwischen ISPs verantwortlich.[13]

Nur einer der ägyptischen ISPs durfte den Betrieb fortsetzen. Die ISP Noor Group stellte nur Verbindungen zur ägyptischen Börse sowie zu einigen Ministerien her.[12] Andere ISPs bieten in anderen Ländern einen kostenlosen DFÜ-Internetzugang an.[14]

Europa[edit]

Europa leistet einen wichtigen Beitrag zum Wachstum des internationalen Rückgrats sowie zum Wachstum der Internetbandbreite. Im Jahr 2003 wurden Europa 82 Prozent der weltweiten grenzüberschreitenden Bandbreite gutgeschrieben.[15] Das Unternehmen Level 3 Communications begann 2011 mit der Einführung einer Reihe dedizierter Internetzugangs- und virtueller privater Netzwerkdienste, mit denen große Unternehmen direkten Zugriff auf das Tier 3-Backbone erhalten. Durch die direkte Verbindung von Unternehmen mit dem Backbone erhalten Unternehmen einen schnelleren Internetdienst, der eine große Marktnachfrage erfüllt.[16]

Kaukasus[edit]

Bestimmte Länder im Kaukasus verfügen über sehr einfache Backbone-Netzwerke. Zum Beispiel durchbohrte 2011 eine Frau in Georgia eine Glasfaser-Backbone-Linie mit einer Schaufel und verließ das Nachbarland Armenien 12 Stunden lang ohne Internetzugang. Das Land hat seitdem bedeutende Entwicklungen an der Glasfaser-Backbone-Infrastruktur vorgenommen, aber die Fortschritte sind aufgrund fehlender staatlicher Mittel langsam.[17]

Japan[edit]

Japans Internet-Backbone muss aufgrund der hohen Nachfrage nach Internet und Technologie im Allgemeinen sehr effizient sein. Japan hatte 2009 über 86 Millionen Internetnutzer und soll bis 2015 auf fast 91 Millionen Internetnutzer ansteigen. Da Japan eine Nachfrage nach Glasfasern für zu Hause hat, prüft Japan die Nutzung einer Glasfaser-Backbone-Linie von Nippon Telegraph und Telefon (NTT), ein inländischer Backbone-Carrier, um diesen Service zu günstigeren Preisen anzubieten.[18]

China[edit]

In einigen Fällen sind die Unternehmen, die bestimmte Bereiche der physischen Infrastruktur des Internet-Backbones besitzen, vom Wettbewerb abhängig, um den Internetmarkt rentabel zu halten. Dies ist am deutlichsten in China zu sehen. Da China Telecom und China Unicom seit einiger Zeit die einzigen Internetdienstanbieter für China sind, können kleinere Unternehmen bei der Aushandlung der Verbindungsabrechnungspreise, die den Internetmarkt in China rentabel halten, nicht mit ihnen konkurrieren. Diese Einführung diskriminierender Preise durch die großen Unternehmen führt dann zu Marktineffizienzen und Stagnation und wirkt sich letztendlich auf die Effizienz der Internet-Backbone-Netzwerke aus, die die Nation bedienen.[19]

Siehe auch[edit]

Weiterführende Literatur[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b c d e f Jonathan E. Nüchterlein; Philip J. Weiser. Digitale Kreuzung.
  2. ^ Zmijewski, Earl (2017). “Ein Dutzend Bäcker, Ausgabe 2016”. Globales Ranking von Dyn Research IP Transit Intelligence.
  3. ^ E. Williams, Edem; Eyo, Essien (19.12.2011). “Aufbau eines kostengünstigen Netzwerks für E-Learning in Entwicklungsländern”. Computer- und Informationswissenschaft. 4 (1). doi:10.5539 / cis.v4n1p53. ISSN 1913-8997.
  4. ^ Nüchterlein, Jonathan E., Autor. (5. Juli 2013). Digitaler Scheideweg: Telekommunikationsrecht und -politik im Internetzeitalter. ISBN 978-0-262-51960-1. OCLC 827115552.CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste (Link)
  5. ^ Kesan, Jay P.; Shah, Rajiv C. (2002). “Shaping Code”. SSRN Electronic Journal. doi:10.2139 / ssrn.328920. ISSN 1556-5068.
  6. ^ Malecki, Edward J. (Oktober 2002). “Die Wirtschaftsgeographie der Internetinfrastruktur”. Wirtschaftsgeographie. 78 (4): 399–424. doi:10.2307 / 4140796. ISSN 0013-0095. JSTOR 4140796.
  7. ^ Kirstein, PT (1999). “Frühe Erfahrungen mit dem Arpanet und dem Internet in Großbritannien” (PDF). IEEE-Annalen zur Geschichte des Rechnens. 21 (1): 38–44. doi:10.1109 / 85.759368. ISSN 1934-1547. S2CID 1558618.
  8. ^ Kende, M. (2000). “Der digitale Handshake: Internet-Backbones verbinden”. Journal of Communications Law & Policy. 11: 1–45.
  9. ^ Tyson, J. “Wie die Internetinfrastruktur funktioniert”. Archiviert vom Original am 14. Juni 2011. Abgerufen 9. Februar 2011.
  10. ^ Badasyan, N.; Chakrabarti, S. (2005). “Privates Peering, Transit und Verkehrsumleitung”. Netnomics: Wirtschaftsforschung und elektronische Vernetzung. 7 (2): 115. doi:10.1007 / s11066-006-9007-x. S2CID 154591220.
  11. ^ ein b “Internet Backbone”. Topbits Website. Archiviert vom Original am 16. Juli 2011. Abgerufen 9. Februar 2011.
  12. ^ ein b Singel, Ryan (28. Januar 2011). “Ägypten hat sein Netz mit einer Reihe von Telefonanrufen geschlossen”. Verdrahtet. Archiviert vom Original am 1. Mai 2011. Abgerufen 30. April 2011.
  13. ^ Van Beijnum, Iljitsch. “Wie Ägypten (und Ihre Regierung) das Internet geschlossen hat”. Ars Technica. Archiviert vom Original am 26. April 2011. Abgerufen 30. April 2011.
  14. ^ Murphy, Kevin. “DNS nicht für Ägypten Blackout verantwortlich”. Domain Incite. Archiviert vom Original am 4. April 2011. Abgerufen 30. April 2011.
  15. ^ “Das globale Internet-Backbone ist nach einer dramatischen Verlangsamung im Jahr 2002 für 2003 wieder auf dem neuesten Stand”. TechTrends. 47 (5): 47. 2003.
  16. ^ “Europa – Level 3 startet DIA, VPN-Service-Portfolios in Europa”. Europe Intelligence Wire. 28. Januar 2011.
  17. ^ Lomsadze, Giorgi (8. April 2011). “Eine Schaufel schneidet Armeniens Internet ab”. Das Wall Street Journal. Archiviert vom Original am 25. Dezember 2014. Abgerufen 16. April 2011.
  18. ^ “Japanischer Telekommunikationsbericht – 2. Quartal 2011”. Japan Telecommunications Report (1). 2011.
  19. ^ Li, Meijuan; Zhu, Yajie (2018). “Forschung zu den Problemen der Zusammenschaltung von Verbindungen im chinesischen Internet-Backbone-Netzwerk”. Procedia Informatik. 131: 153–157. doi:10.1016 / j.procs.2018.04.198 – über Elsevier Science Direct.

Externe Links[edit]