Una rete dorsale è la parte centrale di una rete di computer che interconnette vari pezzi della rete, inclusi LAN (reti locali), reti geografiche (WAN)o sottoreti. Come suggerisce il nome, è la “spina dorsale” che supporta tutta la trasmissione dei dati all’interno di una rete. Le modalità di trasmissione dei dati comprendono linee ad alta velocità o una serie di collegamenti che utilizzano diverse tecnologie.
Le reti dorsali si trovano in una varietà di contesti, inclusi piccoli ambienti aziendali e la vasta distesa di Internet stessa, dove comprendono collegamenti di trasmissione ad alta capacità e router principali che collegano diversi ISP (provider di servizi Internet), reti su larga scala e altri nodi critici.
Componenti della rete dorsale
Ecco un elenco dei componenti principali coinvolti in una rete backbone:
- Router. I router sono dispositivi critici in una rete dorsale che dirigono i pacchetti di dati tra diversi segmenti di rete. Operano al livello di rete (Livello 3) del modello OSI (Open Systems Interconnection), prendendo decisioni sui percorsi migliori per i dati in base alle politiche di rete, ai protocolli di routing e allo stato attuale dei percorsi di rete.
- Switches. Gli switch operano al livello di collegamento dati (Livello 2) e sono responsabili dell'inoltro dei pacchetti all'interno di un segmento di rete in base agli indirizzi MAC (Media Access Control). Nelle reti dorsali, gli switch Layer 3 che combinano funzionalità di routing e switching possono anche migliorare le prestazioni e l'efficienza.
- Router principali. Si tratta di router ad alta capacità progettati specificamente per funzionare all'interno della rete backbone. I router core gestiscono elevati volumi di dati e sono ottimizzati per instradarli in modo efficiente su lunghe distanze.
- Cablaggio. Questi sono i mezzi fisici su cui viaggiano i dati in una rete dorsale. Includono vari tipi di cavi, come i cavi in fibra ottica, che offrono un'elevata larghezza di banda e sono comunemente utilizzati nelle reti dorsali per la loro capacità di trasportare grandi quantità di dati su lunghe distanze con una perdita minima.
- Interfacce di rete. Questi componenti consentono a diversi segmenti di rete e dispositivi di connettersi alla dorsale. Includono vari tipi di porte e standard, garantendo la compatibilità e facilitando la comunicazione tra diverse tecnologie di rete.
- Ripetitori ed estensori. Nelle reti estese, ripetitori ed estensori vengono utilizzati per rigenerare il segnale ed estendere la portata della rete senza perdita di dati. Sono particolarmente utili per mantenere la potenza del segnale su vaste aree o in ambienti con elevati livelli di attenuazione del segnale.
- Amplificatori ottici. Per le reti dorsali che si basano su cavi in fibra ottica, vengono utilizzati amplificatori ottici per aumentare la potenza del segnale senza convertirlo in segnale elettrico. Svolgono un ruolo cruciale nelle comunicazioni in fibra ottica a lunga distanza, consentendo ai segnali di viaggiare più lontano senza degradazione.
- Firewall e dispositivi di sicurezza. Data l’importanza critica e il volume dei dati gestiti dalle reti dorsali, componenti di sicurezza come i firewall sono essenziali per proteggere la rete da accessi non autorizzati e minacce informatiche. I firewall monitorano e controllano il traffico di rete in entrata e in uscita in base a regole di sicurezza predeterminate.
- Sistemi di gestione della rete (NMS). Questi sistemi forniscono strumenti per il monitoraggio, la gestione e l'ottimizzazione della rete. NMS può aiutare gli amministratori di rete a rilevare problemi, gestire le prestazioni della rete e garantire che la rete backbone funzioni in modo efficiente.
Come funziona una rete dorsale?
Fondamentalmente, la rete dorsale è composta da router, switch e linee di trasmissione ad alta capacità che gestiscono il traffico di dati che scorre attraverso la rete. I pacchetti di dati provenienti da un segmento di rete vengono trasmessi sulla rete dorsale per raggiungere un altro segmento. La trasmissione dei dati implica decisioni di instradamento prese dai router principali, che determinano il percorso migliore per ciascun pacchetto di dati in base a fattori quali politiche di rete, topologia e condizioni attuali. La dorsale funge da arteria centrale della trasmissione dei dati, garantendo che i pacchetti di dati vengano instradati in modo efficiente dalla sorgente alla destinazione.
Il funzionamento di una rete dorsale dipende fortemente da protocolli e tecnologie di routing avanzati che gestiscono il flusso di dati e ne garantiscono la trasmissione affidabile su lunghe distanze. Questi protocolli includono Protocollo del gateway di frontiera (BGP) per Internet, che gestisce il modo in cui i pacchetti vengono instradati tra diversi sistemi autonomi e altri protocolli di gateway interni (IGP) come OSPF (Open Shortest Path First) e EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol).
Le reti dorsali utilizzano meccanismi di ridondanza e failover, come hardware ridondante e percorsi di routing alternativi, per mantenere la disponibilità e le prestazioni della rete in caso di guasti dei dispositivi o altre interruzioni. Le reti dorsali raggiungono la scalabilità, l'affidabilità e le prestazioni necessarie attraverso questi meccanismi per supportare le vaste e variegate richieste delle moderne comunicazioni digitali, consentendo la connettività tra diversi ambienti di rete.
Tipi di rete dorsale
Esistono diversi tipi di reti dorsali.
Reti dorsali aziendali
Le reti backbone aziendali costituiscono il nucleo dell'infrastruttura IT di un'organizzazione, interconnettendo vari segmenti della rete, come LAN dipartimentali, data centers, e anche filiali remote, in un sistema unificato ed efficiente. Questa infrastruttura di rete centralizzata è progettata per supportare un'ampia gamma di applicazioni e servizi business-critical, che vanno dai sistemi di posta elettronica e di pianificazione delle risorse aziendali (ERP) ai sistemi ERP (Enterprise Resource Planning) cloud servizi e comunicazioni VoIP (Voice over Internet Protocol).
L'obiettivo principale di un backbone aziendale è fornire una rete robusta e ad alta capacità che faciliti comunicazioni e trasferimenti di dati rapidi e affidabili all'interno dell'organizzazione. Ciò garantisce che i dipendenti possano accedere alle risorse di cui hanno bisogno per svolgere le proprie mansioni in modo efficace, indipendentemente dalla loro ubicazione fisica.
Dorsale della rete metropolitana (MAN).
Le reti dorsali Metropolitan Area Network (MAN) fungono da infrastruttura dorsale per connettere varie reti locali (LAN) all'interno di una città o area metropolitana, colmando il divario tra reti più piccole e reti su scala più ampia come le reti geografiche (WAN).
Le dorsali MAN sono essenziali negli ambienti urbani in cui aziende, istituti scolastici, agenzie governative e altri enti necessitano di connettività affidabile e ad alta velocità tra più sedi all'interno di un'area geografica relativamente ristretta. Sfruttando mezzi di trasmissione ad alta capacità, come i cavi in fibra ottica, le dorsali MAN offrono una larghezza di banda significativa, consentendo la gestione di grandi volumi di traffico mantenendo elevati livelli di prestazioni e affidabilità.
Dorsale WAN (Wide Area Network).
Le reti dorsali WAN (Wide Area Network) sono reti di comunicazione estese che collegano LAN, MAN e altri tipi di rete disparati su ampie distanze geografiche, comprendendo regioni, paesi o persino continenti. Queste dorsali sono fondamentali per le organizzazioni che operano in più sedi a livello globale, facilitando la comunicazione senza soluzione di continuità, la condivisione dei dati e l’accesso alle risorse IT centralizzate su grandi distanze.
Le dorsali WAN si basano su un mix di tecnologie di trasmissione, comprese linee affittate, comunicazioni satellitari e collegamenti Internet pubblici, per fornire la portata e la connettività necessarie. Sono particolarmente importanti per le multinazionali, le agenzie governative e gli enti che richiedono una stretta integrazione dei processi e l'accesso in tempo reale a dati e sistemi in più sedi.
Spina dorsale di Internet
La dorsale di Internet rappresenta l'infrastruttura di rete fondamentale che facilita la connettività globale di Internet, collegando vari sistemi autonomi. Questi sistemi includono ISP, operatori di rete su larga scala e reti accademiche in tutto il mondo. Questa combinazione di percorsi dati e nodi ad alta capacità è composta da cavi in fibra ottica, apparecchiature di instradamento avanzate e data centerè gestito da un consorzio di enti privati, pubblici e internazionali.
Queste reti dorsali sono dotate di connessioni ad altissima velocità, spesso utilizzando tecnologie come Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) per moltiplicare la quantità di traffico dati che può essere inviato attraverso una singola fibra ottica, migliorando significativamente la capacità e l'affidabilità di Internet. La dorsale Internet è essenziale per il trasferimento continuo di grandi quantità di dati, garantendo che e-mail, pagine Web, contenuti in streaming e servizi online siano accessibili da qualsiasi parte del mondo in pochi secondi.
Reti dorsali nazionali
Le reti dorsali nazionali sono fondamentali per creare un’infrastruttura digitale completa all’interno di un paese, fungendo da arterie principali per Internet e la comunicazione dei dati in varie regioni. Queste reti sono progettate per interconnettere città, paesi e aree rurali, facilitando un accesso equo ai servizi e alle risorse digitali a livello nazionale.
Sfruttando mezzi di trasmissione ad alta capacità come i cavi in fibra ottica, le dorsali nazionali garantiscono che i dati viaggino in modo rapido e affidabile su lunghe distanze, supportando qualsiasi cosa, dall’accesso di base a Internet ai servizi avanzati come l’istruzione online, la telemedicina e le iniziative di e-government.
Reti backbone di peering
Le reti backbone in peering sono una componente cruciale nell'architettura di Internet, facilitando l'interconnessione diretta tra ISP distinti e grandi operatori di rete. A differenza del routing tradizionale, in cui i dati potrebbero passare attraverso diverse reti intermediarie per raggiungere la destinazione, il peering consente a queste reti di scambiare traffico direttamente tra loro. Questo scambio diretto viene generalmente stabilito presso punti di accesso alla rete (NAP) o punti di scambio Internet (IXP), dove convergono più reti.
Il peering aiuta a ridurre la dipendenza dai fornitori a monte, riducendo la latenza abbreviando il percorso percorso dai dati e diminuendo potenzialmente i costi di transito associati allo spostamento del traffico attraverso reti di terze parti. Questa disposizione è particolarmente vantaggiosa per le reti che scambiano grandi volumi di traffico, poiché migliora l’efficienza e la velocità della trasmissione dei dati, portando a una migliore qualità del servizio per gli utenti finali.
