Grundlagen/Wie funktioniert das Internet?
- leicht
- 15min
In diesem Kapitel erfahren Sie, wie die Datenübertragung im Internet organisiert wird und mit welchen Internet-Protokollen die Daten verwaltet und organisiert werden.
Diese Seite soll nur einen Überblick verschaffen, weiterführende Informationen sind in den verlinkten Glossar-Artikeln verfügbar.
Inhaltsverzeichnis
Infrastruktur
Das Internet ist ein weltumspannendes, dezentrales Daten-Netz aus Millionen verbundenen Computern und Computernetzwerken, die miteinander kommunizieren können. Prinzipiell kann jeder Computer, ob Smartphone, Tablet oder PC, ans Internet angeschlossen werden.
Um einen Computer mit dem Internet zu verbinden, muss man eine Funk, Daten- oder Telefonverbindung zu einem Internetdienstanbieter (engl. Internet Service Provider) aufbauen. Dieser Provider ist über Datenleitungen mit anderen Providern und Internet-Knoten verbunden, über die man auf Webseiten aus der ganzen Welt zugreifen kann..
Client-Server-Technologie
Für die einzelnen Internetdienste wie WWW, E-Mail, FTP usw. muss auf einem Host-Rechner, der anderen Rechnern diese Dienste anbieten will, eine entsprechende Server-Software laufen. Ein Host-Rechner kann einen Internet-Dienst nur anbieten, wenn eine entsprechende Server-Software auf dem Rechner aktiv ist, wenn der Rechner "online" ist und wenn keine schützende Software (Firewall) den Zugriff von außen verhindert bzw. einschränkt.
Server sind Programme, die permanent darauf warten, dass eine Anfrage eintrifft, die ihren Dienst betreffen. So wartet etwa ein Web-Server darauf, dass Anfragen eintreffen, die Web-Seiten auf dem Server-Rechner abrufen wollen.
Clients sind dagegen Software-Programme, die typischerweise Daten von Servern anfordern. Ihr Browser ist beispielsweise ein Client. Wenn Sie etwa auf einen Verweis klicken, der zu einer HTTP-Adresse führt, startet der Browser, also der Client, eine Anfrage an den entsprechenden Server auf dem entfernten Host-Rechner. Der Server wertet die Anfrage aus und sendet die gewünschten Daten. Um die Kommunikation zwischen Clients und Servern zu regeln, gibt es entsprechende Protokolle.
Protokolle
Um den Datenaustausch zwischen den unterschiedlichen Computern und Netzwerksystemen auch in Kriegszeiten zu gewährleisten, wurden für diesen Vorgang einheitliche Verfahrens- und Ablaufvorschriften, die sog. Protokolle, entwickelt.
IP (Internet Protocol)
Jeder Rechner im Internet besitzt eine IP-Adresse und ist dadurch eindeutig identifizierbar. Eine solche Adresse besteht bei IPV4 aus 32 Bit, die in vier durch Punkte getrennte Zahlen zwischen 0 und 255 dargestellt werden (gepunktete Dezimalform), oder bei IPV6 durch acht Vierergruppen von hexadezimalen Digits, also 8×16 = 128 Bit. Die einzelnen Gruppen werden hier durch Doppelpunkte getrennt.
127.0.0.1.
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7344
127.0.0.1 ist die IP-Adresse, mit der der localhost – der eigene Rechner im lokalen Netzwerk aufgerufen wird.
Da man sich solche Nummern schlecht merken kann, werden diesen Zahlen durch das Domain Name System (DNS) zusätzlich Namen zugeordnet. Die DNS-Adressen werden von speziellen Rechnern im Internet, den Name-Servern, automatisch in IP-Adressen umgewandelt.
DNS (Domain Name System)
Ein Domainname besteht aus mehreren, durch Punkt getrennten Labels. Er wird immer von rechts nach links gelesen und ausgewertet. Am wichtigsten ist die Top Level Domain, ein Buchstabenkürzel, das das Land (oder eine weltweite Organisation) kennzeichnet. Danach kommt der eigentliche Name.
selfhtml.org
spiegel.de
Vorteile der Domains:
- leichter zu merken
- aussagekräftiger z. B. www.selfhtml.org => Webseite, bei der es um das Erstellen von HTML-Dokumenten geht
- langlebiger. Bei einem Providerwechsel ändert sich die IP, der Domainname bleibt jedoch identisch
- Pro IP können viele Domains laufen
Für technisch Interessierte:
- IP gehört im OSI-Schichtenmodell zur Schicht 3 (Network).
- Domains gehören hingegen zur Schicht 7 (Application).
Hauptartikel: Grundlagen/Namensauflösung im Domain Name System
URL
Jede auf einem Internet-Rechner gespeicherte Datei besitzt eine weltweit eindeutige Adresse, den Universellen Resourcenlokalisierer, kurz URL (Uniform Resource Locator).
Der URL besteht aus dem Übertragungsprotokoll, z. B. https:, gefolgt von //,
der Adresse des Rechners, z. B. wiki.selfhtml.org, gefolgt von /,
evtl. dem Pfad und dem Namen der Datei, z. B. index.html.
TCP/IP
Da Texte, Bilder und Videos oft aus zu großen Dateien bestehen, werden sie für den Transport mit dem TCP/IP-Protokoll in Datenpakete zerlegt und dann verschickt.
Dabei nehmen die Pakete nicht den direkten Weg, sondern werden je nach Verfügbarkeit zwischen den einzelnen Internet-Knoten hin und her geroutet (deshalb der engl. Begriff: Router). So läuft ein Großteil „innerdeutscher“ E-Mails und Seiten-, bzw. Suchanfragen über Router, die im Ausland stehen.
Damit die Datenpakete wiederauffindbar sind, bestehen sie immer aus zwei Teilen, dem Header und der Nutzlast (payload). Die Nutzlast enthält die zu übertragenden Daten, die wiederum Protokollinformationen der Anwendungsschicht wie HTTP oder FTP entsprechen können. Der Header enthält für die Kommunikation erforderliche Daten sowie die Dateiformat-beschreibende Information.
Siehe auch: Einstieg in HTTP (Seitenaufrufe mit Request und Response)
Weblinks
- WDR: Sach- und Lachgeschichte zum Internet
- webschmöker.de: Wie funktioniert das Internet?
- heise.de: Internet-Protokolle, Teil 2: Anwendungsprotokolle im Vergleich
