Backbone: ¿Qué es una red troncal?

1. ¿Qué es Backbone?

Una red troncal (o network backbone) es la parte de la infraestructura de red informática que interconecta diferentes redes, lo que les permite comunicarse entre sí, y proporciona una ruta para el intercambio de datos entre estas diferentes redes.

Las redes discretas tienen varias formas de “hablar” entre sí. Si tiene dos redes separadas, digamos entre dos ubicaciones de “Puntos de presencia” (PoP, point of presence), pueden enviar tráfico a través de Internet pública, establecer túneles encriptados a través de Internet pública o conectarse a través de un circuito físico dedicado que solo se conecta entre ellos.

Las redes troncales conectan redes de área local (LAN) y redes de área amplia (WAN) juntas. Las redes troncales de red están diseñadas para maximizar la confiabilidad y el rendimiento de las comunicaciones de datos a gran escala y a larga distancia. Las redes troncales de red más conocidas son las que se utilizan en Internet.

2. Cómo funciona una red troncal

• Cada PoP tiene una red local conmutada que es independiente y discreta de la otra.
• La red troncal de la red es un circuito físico que conecta los PoP discretos entre sí, permitiendo que la red local de un PoP se comunique con la red local de un segundo PoP, y viceversa.
• La tabla de routing controla qué tráfico utiliza la red troncal de la red.

3. Tipos de Backbone

La parte principal de la red es un núcleo de la red con su capacidad de alto rendimiento y ancho de banda significativo. Está hecho para la capacidad de la red de comunicarse con redes externas (como Internet). Es una raíz del árbol de la red, que tiene el resto de la red creciendo a partir de él.

Backbone en serie

La red troncal en serie está formada por dos o más dispositivos que están conectados en una cadena. Es un tipo de Backbone más simple. Como se puede ver en la siguiente imagen, la red troncal en serie se puede hacer no solo desde switches, sino también desde gateways y routers.

Al diseñar la red troncal, se debe considerar el límite de los dispositivos que se pueden conectar a la red troncal de manera repetitiva. Exceder el límite daría lugar a errores inesperados y pérdida de datos en la red. Las redes troncales seriales no son muy tolerantes a fallas y no son muy escalables, lo que las hace menos utilizadas que la red troncal distribuida.

Backbone distribuido

La red troncal distribuida utiliza un diseño jerárquico de la red, donde la cantidad de dispositivos intermedios están conectados a dispositivos de conectividad únicos o múltiples. Estos dispositivos de conectividad central podrían ser switches o routers y se muestran con color púrpura en la siguiente imagen.

Este tipo de red troncal es fácilmente escalable ya que se pueden agregar nuevas capas de dispositivos sin problemas. La red troncal distribuida permite una administración simple de la red debido a su segregación. Este tipo de red puede tener dispositivos conectados en cadena para la red troncal, sin embargo, el diseñador debe considerar las mismas limitaciones que para la red troncal serie.

La siguiente imagen proporciona una vista de una red troncal distribuida más complicada que conecta varias LAN entre sí. Las LAN están interconectadas con routers que forman la red troncal.

Backbone colapsada

Este tipo de red troncal utiliza un router potente y único como punto de conexión central para múltiples subredes. Como muestra a continuación, el dispositivo central es el nivel más alto de la Backbone. Debería tener una potencia computacional poderosa para administrar el tráfico entrante. Esto es muy arriesgado, ya que si el dispositivo central falla, toda la red estaría inactiva. Sin embargo, este tipo de red troncal es útil para quien desea interconectar dos tipos de subredes, con la capacidad de administrarlas y solucionarlas.

Backbone paralela

La red troncal paralela es una variación de la red troncal colapsada, donde los dispositivos tienen más de una conexión entre ellos. Como muestra la siguiente imagen, hay múltiples conexiones entre los routers de alto nivel y los segmentos de red. Las conexiones duplicadas aseguran la disponibilidad de las redes en cualquier momento, velocidades más altas y alta tolerancia a fallas. El inconveniente lógico de estas soluciones es el aumento del precio, ya que la cantidad de cableado requerido aumenta considerablemente. No es obligatorio tener conexiones duplicadas entre todos los dispositivos, la implementación selectiva de la estructura paralela reduciría significativamente el precio general y haría que los puertos adicionales de los dispositivos estén disponibles.

4. Tecnología de red troncal de Internet

Casi toda la navegación web, transmisión de video y otro tráfico en línea común fluye a través de redes troncales de Internet. Consisten en routers y switches de red conectados principalmente por cables de fibra óptica (aunque también existen algunos segmentos de Ethernet en enlaces troncales de menor tráfico). Cada enlace de fibra en la red troncal normalmente proporciona 100 Gbps de ancho de banda de red. Las computadoras rara vez se conectan directamente a una red troncal. En cambio, las redes de proveedores de servicios de Internet u organizaciones grandes se conectan a estas redes troncales y las computadoras acceden a la red troncal indirectamente.

En 1986, la National Science Foundation (NSF) de EE. UU. estableció la primera red troncal para Internet. El primer enlace de NSFNET solo proporcionó 56 Kbps, un rendimiento ridículo según los estándares actuales, aunque se actualizó rápidamente a una línea T1 de 1.544 Mbps y a T3 de 45 Mbps en 1991. Muchas instituciones académicas y organizaciones de investigación utilizaron NSFNET.

Durante la década de 1990, el crecimiento explosivo de Internet fue financiado en gran medida por empresas privadas que construyeron sus propias redes principales. Finalmente, Internet se convirtió en una red de redes troncales más pequeñas operadas por proveedores de servicios de Internet que aprovechan las redes troncales nacionales e internacionales más grandes de las grandes compañías de telecomunicaciones.

5. Backbones y agregación de enlaces

Una técnica para administrar los volúmenes muy altos de tráfico de datos que fluyen a través de las redes troncales de la red se denomina agregación de enlaces o enlace troncal (trunking). La agregación de enlaces implica el uso coordinado de múltiples puertos físicos en routers o switches para entregar una sola secuencia de datos. Por ejemplo, cuatro enlaces estándar de 100 Gbps que normalmente admitirían diferentes flujos de datos se pueden agregar para proporcionar un conducto de 400 Gbps. Los administradores de red configuran el hardware en cada uno de los extremos de la conexión para admitir este enlace troncal.

6. Backbone como una colección de componentes de red

El término “red troncal” también se utiliza para referirse a la colección de componentes de red (cableado, hubs, switches, y routers) que forman la red de soporte en la que el grupo de trabajo y las LAN departamentales están conectadas y unidas. Una topología de malla a menudo se usa para redes troncales de red para proporcionar tolerancia a fallas para rutas de datos críticas de alta velocidad.

Puedes consultar más términos en mi diccionario de redes de computadoras.

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