Trunk (Trunking, Trunk-Leitung)

Was ist ein Trunk?

Ein Netzwerk-Trunk ist eine Kommunikationsleitung oder -verbindung, die für die gleichzeitige Übertragung mehrerer Signale ausgelegt ist, um den Netzwerkzugang zwischen zwei Punkten zu ermöglichen. Trunks verbinden in der Regel die Vermittlungsstellen eines Kommunikationssystems. Die Signale können alle Arten von Kommunikationsdaten übertragen.

Ein Netzwerk-Trunk kann aus mehreren Drähten, Kabeln oder Glasfasersträngen bestehen, die in einem einzigen physischen Kabel gebündelt sind, um die verfügbare Bandbreite zu maximieren. Oder es handelt sich um eine einzige Verbindung mit hoher Kapazität, über die viele Signale gemultiplext werden.

Typen von Netzwerk-Trunking

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Trunking in Netzwerken einzusetzen, darunter im Rundfunk, in Telefonsystemen und in Datennetzen.

Trunking in Telefonsystemen

Der Begriff Trunking in Netzwerken stammt aus den Tagen der analogen Telefonsysteme. Dabei teilten sich viele Festnetzbenutzer einige Kommunikationswege, die von einer Hauptleitung ausgingen, wie die Äste eines Baumes.

Heute verbinden Trunks Vermittlungsnetzknoten wie Nebenstellenanlagen ((Private Branch Exchange, PBX) und Hauptverteiler miteinander. SIP-Trunk-Verbindungen (Session Initiation Protocol) ermöglichen es, eine Telefonanlage über das VoIP-Protokoll (Voice over Internet Protocol) mit dem Internet zu verbinden. In der Unternehmenstelefonie begann der Übergang von herkömmlichen Zeitmultiplex-Trunks zu SIP Trunks etwa 2009.

VoIP, auch als IP Trunking bekannt, ist eine Technologie, die menschliche Sprache in Daten für die digitale Übertragung über das Internet umwandelt. Im Gegensatz dazu werden bei traditionellen Telefonleitungen analoge elektrische Signale über Kabel gesendet, um Veränderungen in der Sprache zu übertragen.

Ein SIP-Trunk ist eine virtualisierte Instanz von analogen Telefonleitungen. Er verbindet eine unbegrenzte Anzahl von Kanälen mit einem PBX-System für Ferngespräche und internationale Anrufe über das Internet. Der SIP-Trunk-Router muss auf Quality of Service (QoS) eingestellt sein, um sicherzustellen, dass der Sprachverkehr Vorrang vor datenintensiven Aktivitäten, zum Beispiel dem Herunterladen oder Streamen von Inhalten, hat.

Trunking beim Rundfunk

Ein Trunk kann auch aus einem Bündel von Rundfunkfrequenzen bestehen, wie in einem Trunked Radio System, das die gemeinsame Nutzung einiger weniger Funkkanäle durch eine große Gruppe von Nutzern ermöglicht. Trunked-Funksysteme wurden in den 1990er Jahren entwickelt. Sie ermöglichen eine effizientere Auslastung des Funkspektrums. Anstatt einer Gruppe eine Frequenz zuzuweisen, werden die Nutzer in logischen Gruppen zusammengefasst. Alle Frequenzen werden in einem Pool gebündelt, und Computer weisen automatisch Sendekanäle zu, wenn die Nutzer sie anfordern. Repeater übertragen die Signale weiter und dehnen die Reichweite auf ein größeres Gebiet aus.

Trunking in Computer-Datennetzen

Datennetze verwenden die folgenden zwei Arten von Trunks:

• Trunks, die Daten aus mehreren lokalen Netzwerken (LAN) oder virtuellen lokalen Netzwerken (VLAN) über eine einzige Verbindung zwischen Netzwerk-Switches oder -Routern, einen so genannten Trunk Port, übertragen.
• Trunks, die mehrere physische Verbindungen zu einer einzigen, leistungsfähigeren und zuverlässigeren logischen Verbindung verbinden oder zusammenfassen, was als Port Trunking bezeichnet wird.

Trunking und VLAN-Konfiguration

Trunking ist eine wichtige Komponente von VLAN-Architekturen. In VLANa wird ein physisches Netzwerk virtualisiert, um mehrere logische Netzwerke zu schaffen, die unabhängige Broadcast-Domänen sind. Die wichtigste physische Kommunikationsverbindung ist der Trunk und die mit dem Trunk verbundenen Switches stellen die Verzweigungen bereit, um viele Client-Geräte zu unterstützen.

VLANs waren eine Verbesserung gegenüber gemeinsam genutzten Netzwerk-Hubs. Ein VLAN gruppiert Client-Geräte, die häufig miteinander kommunizieren. In stark ausgelasteten Netzwerken verringert dies die Überlastung des Broadcast-Verkehrs. Außerdem werden die Daten beim Durchlaufen der Switches segmentiert. Trunk Links leiten Datenpakete von jedem der VLANs weiter. Dadurch werden die Switches miteinander verbunden, so dass jeder Port unabhängig für ein bestimmtes VLAN konfiguriert werden kann.

Trunk Ports und Access Ports im Vergleich

Eine Ethernet-Schnittstelle kann als Access Port oder als Trunk Port konfiguriert werden, indem der Modus des Ports umgeschaltet wird:

• Access Port: In der Switch-Port-Modus-Einstellung Access bietet ein Port eine dedizierte Verbindung zu Servern, Routern oder Terminals innerhalb eines einzelnen VLANs. Access Ports leiten nur den Datenverkehr weiter, der dem Zugriffswert des ihnen zugewiesenen VLANs entspricht. Wenn der Switch als Access Port konfiguriert ist, stellt er eine Verbindung zu einem Netzwerk-Host her. Der Host geht davon aus, dass die ankommenden Daten-Frames zu diesem VLAN gehören. Ein üblicher Anwendungsfall für Access Ports ist der Anschluss eines PCs oder Peripheriegeräts an einen Switch.
• Trunk Ports: In der Trunking-Einstellung des Switch-Port-Modus überträgt ein Port gleichzeitig Datenverkehr zwischen mehreren VLAN-Switches auf derselben physischen Verbindung. Ein Trunk Port fügt spezielle Identifizierungs-Tags hinzu, um den Verkehr auf den verschiedenen Switches zu isolieren. Der offene IEEE-Standard 802.1Q beschreibt das herstellerunabhängige Verkapselungsprotokoll für VLAN-Tagging. Ethernet-Frames werden auf dem Weg zwischen den Switches mit einem Tag versehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass jeder Frame an das vorgesehene VLAN am anderen Ende der Trunking-Verbindung weitergeleitet wird. Ein Trunk Port wird in der Regel für die Verbindung von zwei Switches, die Verbindung von Switches mit Servern und Routern und die Verbindung von Hypervisoren mit Switches verwendet.

Trunking zur Erweiterung des VLAN-Zugangs

Die Verwendung von Port Trunking erweitert den VLAN-Zugriff auf ein ganzes Netzwerk. Diese Praxis wird auch als Link-Aggregation bezeichnet. Dabei werden mehrere Ethernet-Links zu einem einzigen, logischen Link zusammengefasst. Die Methode zur Aggregation von Links ist im IEEE-Standard 802.1aq und im 802.1AX-Standard für LANs und Metropolitan Area Networks (MAN) sowie in verschiedenen herstellerspezifischen Methoden definiert. Die Trunking-Funktion muss über parallele Befehle sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite aktiviert werden.

Vor der Einführung offener Standards erforderte das Hinzufügen von VLAN-Tags die Verwendung von proprietären Protokollen der Switch-Hersteller. Das VLAN-Tagging-Protokoll von Cisco, bekannt als Inter-Switch Link (ISL), kapselt Frames in einen Header und Trailer. ISL funktioniert nur mit Cisco-Switches. Nicht alle Switches unterstützen ISL, und Cisco hat ISL inzwischen zugunsten neuerer Switches aufgegeben, die auch das IEEE-Tagging-Protokoll unterstützen.

Trunk in der Softwareentwicklung

Der Begriff Trunk wird auch in der Softwareentwicklung verwendet. Hier bezieht sich ein Trunk auf den primären Zweig des Codes, den die Entwickler zur Iteration und für Versionsänderungen verwenden. Codeänderungen werden am Trunk und nicht an sekundären Zweigen des Codes vorgenommen, wodurch neue Funktionen schneller hinzugefügt und bereitgestellt werden können.