Geschichte und Aufbau

2.1 Das Internet

2.1.1 Die Geschichte

2.1.2 Die Adressierung

2.1.3 Der Aufbau

2.1.4 Die Verwaltung

 

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2.1 Das Internet

2.1.1 Die Geschichte

Die Anfänge des Internet finden sich, wie bei vielen anderen großen Entwicklungen auch, in einem Projekt mit einem ganz anderen Ziel: das ARPANET, das 1969 von Bolt, Beranek und Newman im Auftrag der ARPA (Advanced Research Projects Agency) des US-Verteidigungsministeriums entwickelt wurde, war der Anfang. Teilnehmer an diesem Netzwerk waren das Militär, die Rüstungsindustrie und einige Universitäten. Es diente den Forschern bei der Informationsübermittlung und derer gemeinsamen Nutzung und sollte im Falle eines Nuklearangriffs die Aufrechterhaltung der Kommunikation gewährleisten. Die Entwicklung ging rasant weiter. Nachdem die Entwickler nur Forscher den Zugriff erlaubten, die ihre selbst entwickelten Programme auf fernen Rechnern testeten, wurden nach und nach Möglichkeiten zur Datei- und Nachrichtenübermittlung geschaffen.

Als neben dem ARPANET auch andere Netzwerke entwickelt wurden, wurde klar, daß es eine gemeinsame Schnittstelle zum Datenaustausch geben mußte. Daraufhin wurde 1973 von der in DARPA (Defense Advanved Research Projects Agency) umbenannten ARPA das Programm "Internetting Project" ins Leben gerufen. Aufgabe dieses Programms war es, das Internetting - das Vernetzen verschiedener Netzwerke unter Umgehung von netzwerkspezifischen Werkzeugen durch sogenannte Gateways - voranzutreiben.

Die Lösung für solche Internet-Verbindungen lag in der Verwendung des richtigen Protokolls. Dadurch ermöglicht man einen von der Plattform (sprich von der verwendeten Hard- und Software) unabhängigen, standardisierten Informationsaustausch. Das TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ist ein System von Protokollen, das 1974 von Robert Kahn und Vinton G. Cerf entwickelt wurde.

Als TCP/IP vom US-Verteidigungsministerium für alle ARPANET-Hosts vorgeschrieben wurde, war damit ein Standard festgelegt, auf dessen Grundlage das Internet wachsen konnte. Es ermöglichte, weitere Netzwerke dem ursprünglichen Netzwerk hinzuzufügen, ohne daß daran selbst Änderungen vorgenommen werden mußten.

Die Geburtsstunde des Internet wird allgemein im Jahre 1983 angesiedelt. Damals wurde das ARPANET in das MILNET, das die militärische Funktion übernahm, und in das ARPANET für die weitere Forschung im Netzwerkbereich, aufgeteilt. Das CSNET war zu Beginn der 80er Jahre das erste eigenständige Netzwerk, das die Erlaubnis der DARPA erhielt, sich dem ARPANET anzuschließen.

Das ARPANET selbst wurde im Juni 1990 aufgelöst und dessen Funktion in die größere Struktur des Internet integriert, wobei die National Science Foundation (NSF) viele der Funktionen übernahm. Die beiden Netzwerke ARPANET und CSNET hatten jedoch bereits das grundlegende Prinzip des Internet geschaffen: Netzwerke sollen durch arbeitsfähiger Protokolle über Gateways mit neuen Netzwerken, die dem permanent wachsenden Metanetzwerk hinzugefügt werden, kommunizieren.

Die NSF wollte die sechs Supercomputerzentren in den USA mit einem Netzwerk verbinden. So entstand das NSFNET (National Science Foundation Network). Als Protokoll wählte man TCP/IP und damit war 1986 die Funktion des NSFNET als Backbone-Netzwerk (engl. Rückgrat) des Internet geboren. Die NSF förderte daneben noch die Gründung regionaler Netzwerke, mit dem Ziel auch die Universitäten einzubinden. Da der Datenverkehr sehr rasch zunahm, schloß man einen Vertrag mit Merit, Inc. (Michigan Education and Research Infrastructure Triad) ab. Diese arbeiteten eng mit der Telefongesellschaft MCI Corporation und IBM zusammen. Durch diesen Vertrag wurde Merit die Verwaltung, Betreibung und weitere Entwicklung des NSFNET-Backbones übertragen. Zum damaligen Zeitpunkt waren 13 Orte verbunden (die 6 Supercomputerzentren, der Rest regionale Netzwerke). Die anfänglich verwendeten 56 Kbps (Kilobit-pro-Sekunde) Standleitungen waren schnell überlastet, dadurch mußten die 13 Knoten bereits im Juli 1988 mit 1,5 Mbps (Megabit-pro-Sekunde) Leitungen vernetzt werden. Der Datenverkehr wuchs noch stärker (mit einer 20% Wachstumsrate pro Monat) an. Ein 14. Knoten wurde hinzugefügt, ebenso Verbindungen zu FIX East und FIX West (Federal Interagency eXchange). Das sind Verbindungspunkte zu Einrichtungen der amerikanischen Regierung (FIX West befindet sich im NASA Ames Research Center in der Nähe von San Francisco und FIX East in der Nähe der Universität von Maryland).

Im September 1990 wurde ANS (Advanced Networks and Services) von Merit, IBM und MCI gegründet. Der Auftrag der ANS war, den Backbone des NSFNET zu betreuen und einen weiteren mit einer Leistung von 45 Mbps aufzubauen, um den alten Backbone abzulösen. Dieser neue Backbone nahm am 2. Dezember 1992 den Betrieb auf. Den Bedarf zeigt der Datenverkehr auf: Im August 1988 wurden 195 Millionen Pakete im NSFNET transportiert, im November 1992 waren es schon 24 Milliarden, das heißt die Schallmauer von 1 Million Pakete pro Tag wurde erreicht. Trotzdem nahm der Netzwerkverkehr immer noch mit einer Wachstumsrate von 11% pro Monat zu.

Die ANS gründete einen Ableger namens ANS CO+RE. Sie versorgte die wachsende Zahl der kommerziellen Benutzer.

Da das NSFNET keine kommerziellen Daten weiterleitet, mußte ein Transportweg für die steigende Kommerzialisierung des Internet gefunden werden. So gründete die ANS einen Ableger namens ANS CO+RE, der die kommerziellen Benutzer des Netzwerkes versorgen sollte.

Das NSFNET war damit nicht mehr der Backbone für den Internetverkehr der USA, sondern nur noch ein Kunde der ANS. Die Rolle als das Forschungsnetzwerk der USA und als Bindeglied zwischen Forschung und Regierung hat es dadurch aber nicht verloren. Es verknüpft immer noch die Regierungsnetzwerke ESNET (Department of Energy) und NSInet (National Aeronautics and Space Administration), sowie regionale und lokale Netzwerk.

In Europa fehlt diese logische Struktur der Backbones völlig. Das Datennetz ist eher als ein Gewirr von Feldwegen anzusehen. Die Mehrzahl der Verbindungen besteht aus 2 Mbps Datenleitungen. Der Großteil der europäischen Telefongesellschaften ist noch verstaatlicht, und hat daher kein kundenorientiertes Angebot. Daraus ergeben sich Probleme: In Deutschland zum Beispiel sind keine Datenleitungen mit Kapazitäten zwischen 2 und 34 Mbps vorhanden.

Aus einem Projekt der Universität Dortmund ging im Jahr 1985 die Firma EUnet Gmbh hervor. Sie war der erste Internetknoten für kommerzielle Kunden. Die Universitäten waren auch lange Zeit die einzige Möglichkeit für Einzelpersonen, einen bezahlbaren Internetzugang zu erhalten. Diese Situation änderte sich erst, als sich der Online - Trend Amerikas zu Beginn der 90er Jahre auch in Europa bemerkbar machte. Es entstanden neben der Firma EUnet auch Provider wie Xlink, MAZ, ERCR, Contrib.Net und Nacamar. Als prominente Vertreter kann man auch noch die deutsche Telefongesellschaft Telekom und IBM nennen, die jeweils ein großes Netz eigener Einwählknoten anbieten.

Doch das Problem liegt mittlerweile nicht mehr in der Anzahl der Anbieter, sondern in der fehlenden Kommunikation untereinander. So muß ein Paket manchmal den weiten Weg über den Teich nach Amerika und wieder zurück, antreten um von Feldkirch nach München zu gelangen. Als Lösung war das WiN (Wissenschaftsnetz), das Pendant zum NSFNET, gedacht, doch die Mittel und die Erkenntnis, daß ein solcher Backbone sich in Kürze bezahlt macht, fehlten.

2.1.2 Die Adressierung

Um jedem Rechner eine eindeutige Kennung geben zu können, werden im Internet 2 Adressierungsarten verwendet. Zum einen gibt es die IP-Adresse, zum anderen die DNS-Adresse. Sie sind vollkommen gleichwertig und beide Formate können je nach Belieben benutzt werden.

2.1.2.1 IP-Adresse

Damit der Rechner die Datenpakete zu der richtigen Destination liefern kann, muß die Adresse maschinenlesbar sein: Man verwendet logischerweise das binäre Zahlensystem. Diese Internet-Adresse ist im 32-Bit Format geschrieben, das heißt die Zahl hat 32 Stellen:

01101100101100101101100110110101

Da man sich eine solche Zahl nur sehr schwer merken kann, wird sie zunächst in vier 8-Bit Informationen und dann in Dezimalzahlen umgewandelt. Dadurch entstehen vier Zahlenblöcke, die jeweils durch einen Punkt voneinander getrennt sind.

123.45.67.89

Dies wird nun "Internet-Protokoll-Adresse" genannt. Um eine Art Hierarchie zu erreichen, werden die Netzwerke anhand der Anzahl der angeschlossenen Rechner klassifiziert.

 

Klasse Netzwerknummer max. Anzahl Computer
A 1-126 16.387.064
B 128-191 64.516
C 192-223 254

Tabelle 1: Klassifizierung der IP-Adresse

In der Klasse A beschreibt der erste Zahlenblock (von links) das Netzwerk und die restlichen drei Blöcke bleiben für die angeschlossenen Computer. In der Klasse B stehen die ersten zwei für ein Netzwerk, in der Klasse C sogar die ersten drei. Somit verbleiben bei B zwei Blöcke, bei C gar nur ein Block für die Computer übrig. Das MSN (Microsoft Network) ist ein Beispiel für ein Netzwerk A, das des Providers Computerhaus ist vom Typ C.

2.1.2.2 DNS-Adresse

Der grundlegende Unterschied zur IP-Adressierung ist, daß man Buchstaben verwendet. Die Adresse kann man sich dadurch sehr leicht merken. Doch damit das Internet eine DNS-Adresse auswerten kann, muß sie wieder von sogenannten DNS-Servern in eine IP-Adresse umgewandelt werden. Erst dann nehmen die Pakete ihren Weg zum Ziel im Internet auf.

krimmer@magnet.at

Bei der DNS-Adresse (Domain Name System) wird im Gegensatz zu seinem Pendant zuerst der Computer angegeben. Dieser ist im obigen Beispiel der Computer/Benutzer "krimmer". Der zweite Teil gibt zum einen das Netzwerk an, der durch das Zeichen "@" (auch Klammeraffe genannt) vom Computernamen getrennt wird. Hier ist "magnet" der Name des Netzwerks. Zum anderen findet sich am Schluß, durch einen Punkt getrennt, noch der Name des Gebiets (engl. Domain). Dabei handelt es sich meist um einen geographischen Bereich, wie auch bei "at", das für Österreich steht. Daneben gibt es aber auch Domains, die nach thematischen Gesichtspunkten vergeben werden: zum Beispiel "com" (commercial - für Firmen) oder auch "edu" (education - Bildungstätten).

 

Domain Bedeutung
ac Akademien
com kommerzielle Unternehmen
edu Bildungsstätten (z.B. Universitäten)
gov zivile Behörden
mil Militär
net Netzwerke, die in keine andere Kategorie passen
org Organisationen

Tabelle 2: Politische und zivile Domains

 

Land Domain
Österreich at
Kanada ca
Schweiz ch
Deutschland de
Italien it
Frankreich fr
USA gibt es nicht

Tabelle 3: Wichtige geographische Domains

 

2.1.3 Der Aufbau

2.1.3.1 LAN

Der Grundbaustein des Internet ist das LAN (Local Area Network). An diesem Punkt ist die Vernetzung leicht durchschaubar nach dem Client/Server Prinzip organisiert. Dies bedeutet, daß alle Clients (Kunde) an einen zentralen Server (Anbieter) angeschlossen sind.

Das Netzwerk ist die kleinste Einheit. Das Internet verbindet Netzwerke miteinander, nicht einzelne Computer eines Netzwerks.

2.1.3.2 MAN

Im Internet ist die Richtung der Daten nicht vorgegeben. Damit trotzdem eine gewisse Struktur im Datenfluß vorhanden ist, werden die einzelnen LAN zu einem MAN (Metropolitan Area Network - alternativ verwendet man auch den Begriff "Mid Level Area") zusammengefaßt. Dies erfolgt nach geographischen oder thematischen Gesichtspunkten. Den Verbindungspunkt zwischen einem LAN und einem MAN nennt man NAP (Network Access Point). An einem solchen NAP steht ein Router. Das ist ein Computer, der über spezielle Programme den günstigsten Weg zum Ziel berechnet. Ein Paket, das vom Rechner A im LAN A zum Rechner B im LAN B will, wird vom LAN A zum NAP A ins MAN geschickt und findet von dort über den NAP B zum LAN B den Weg zum Rechner B.

2.1.3.3 WAN/Backbone

Genauso wie LAN durch ein MAN zu einer größeren Einheit zusammengeschlossen werden, werden MAN zu WAN (Wide Area Network) zusammengefaßt. Dadurch läßt sich das vorige Schema bereits auf Netzwerke ausdehnen, die verschiedenen MAN zugehören, aber demselben WAN unterstehen. Nach diesem Muster entstehen immer größere Bereiche, die über ein übergeordnetes Netzwerk kommunizieren. Die oberste Instanz wird als Backbone bezeichnet. Diese können zum Beispiel den ganzen Datenverkehr einer großen Firma, aber auch den eines ganzen Kontinents abwickeln. Schlußendlich ermöglicht die Kommunikation der Backbones untereinander den Informationsaustausch rund um die Welt. Zur globalen Kommunikation dienen Überseeleitungen und Satelliten.

Abbildung1: Struktur des Internet

 

2.1.4 Die Verwaltung

Im Internet gibt es weder eine zentrale Verwaltung, die darüber entscheidet, wer ans Netz gehen darf, noch werden von zentraler Stelle Regeln diktiert. Viele Anwender sehen darin die sogenannte Internet-Anarchie (die uneingeschränkte Informations- und Meinungsfreiheit), da niemand das Internet besitzt oder besitzen kann. Es setzt sich aus vielen unabhängigen Netzwerken mit eigenen Besitzern zusammen. Jeder Betreiber hat die Kosten selbst zu bestreiten, und hat daher das Recht, Bedingungen für den Transport von fremden Daten zu stellen. Es ist daher nicht möglich, daß man jemandem verbietet, etwas im Internet zu verbreiten, aber man kann von niemandem verlangen, daß er diese Daten weiterverbreitet.