Wie funktioniert das Internet?
Dieser Beitrag erklärt Dir, wie das komplexe Netzwerk funktioniert.
Starten wir!
Geschichte des Internets
Das Internet ist ein Verbund aus Computer-Netzwerken (Interconnected Networks), welches den Datenaustausch mit standardisierten Verfahren erlaubt. Standardisierte Verfahren sind z. B. Netzwerkprotokoll wie HTTP für Webseiten, FTP für Dateien oder IMAP für E-Mail.
Die Vor-Internet-Ära
Vor der Erfindung des Internets gab es nur einzelne Computer, welche ihre Aufgaben alleine durchgeführt haben. Jeder Computer hat einen Speicher mit dem dieser die Daten einlesen, dann in der CPU berechnen und wieder als Ergebnis ausgeben (Display, Speicher, Drucker).
Seit dem 18. Jahrhundert schickten technikaffine Geeks bereits Telegramm-Nachrichten über ein Kupferkabel. Das System ist nicht für eine schnelle, alternierende Kommunikation zwischen schnellen und langsamen Computer ausreichend.
ARPANET
Das erste zusammenhängendes Netzwerk war das ARPANET, welches die US Air Force mit dem Massachusetts Institute of Technology im Jahr 1968 aufstellt. Eine Schlüsselidee ist es, Daten als kleine Pakete zusenden, welche unabhängig voneinander sind. Der Empfangscomputer kann eine lahme Gurke sein und der Vermittler-Computer sendet der Gurke alle 5 Sekunden ein weiteres Paket nach, damit dieser auch alle Pakete erfassen kann.
Seit dem Jahr 1968 wurde das Internet technologisch weiterentwickelt, die Kommunikation standardisiert, um viele Milliarden Computer erweitert und die Bandbreite zwischen den Hosts massiv vergrößert. Die grundlegenden Ideen und Protokolle bestehen bis heute.
Das brauchst Du: Hardware-Komponenten
Was brauche ich, damit zwei oder mehrere Computer miteinander reden können? Zu Hause kannst Du Dein eigenes privates, 100 % unabhängiges Netzwerk (Baby-Internet) aufbauen.
Netzwerkkarte
Der Computer braucht ein Gerät, welches die Signale über Kabel oder Funk verarbeiten kann. Ein kleiner Zwischenspeicher speichert die ankommenden Signale ab und die CPU verarbeitet / interpretiert diese dann weiter. Wir wollen vermeiden, dass ein Computer unter Last die Pakete verliert, weil er eine andere Aufgabe erledigt zu tun hat.
Kabel
Verbinde die Computer mit einem Netzwerkkabel. Ein Netzwerkkabel besteht aus Kupfer (oder Kunststoffglas), welches Stromimpulse über 100te von Metern transportieren kann. Eine Abschirmung von anderen Stromimpulsen verhindert, dass die Signale verzerrt werden.
Router
Wenn Du mehrere Computer zusammen schließen willst, musst Du eine Lösung finden, wie Du Pakete durch das Netzwerk leiten willst.
Ein Router weiß, wie er die Computer erreichen kann und wie er die Pakete über welches Kabel weiterleiten muss. Wenn der Router den Computer nicht, in seinem Bereich findet, dann leitet dieser ihn weiter an einen Super-Router ins Internet, welcher wie ein Autobahnkreuz die Pakete in den richtigen Bereich sendet.
Elektromagnetische Signale
Heute verwenden die meisten Internet-Nutzer gar keine Kabel mehr.
Das Zauberwort ist WLAN. Ein WLAN-Chip besteht aus einer Antenne, welche elektromagnetische Impulse in die unmittelbare Umgebung sendet und empfängt. Die Antenne in Deinem Handy oder Laptop fängt diese auf und verarbeitet diese weiter. Weil diese Signale jeder Depp in der Umgebung auffangen kann, müssen diese verschlüsselt sein (siehe unten).
0 oder 1: Software-Komponenten
Für uns ist es Alltag geworden, dass wir einfach eine Nachricht von einem Android-Gerät zu einem iOS-Gerät senden können. Unterschiedliche Systeme können nur interagieren, wenn diese sich auf eine Sprache und Regelsatz für die Kommunikation geeinigt haben.
TCP / IP-Stack
In den Anfängen des Internets wurde die Grundlage für diesen Regelsatz gelegt. Softwarehersteller dürfen ihre eigene Software nutzen, aber die Signale, die über Kabel und WLAN laufen, sollen immer das gleiche Format aufweisen. Wenn Du auf die tolle Idee kommst, Deine eignen 0 und 1 Muster über die Kabel zu senden, dann weisen die Computer nur dieses Signal ab.
Eine IP-Adresse ist eine Hausnummer eines Computers. Hiermit kann ein Computer im Netzwerk gefunden werden. Transmission Control Protocol (TCP) standardisiert, wie Du Datenpakete schnürst und wie diese verarbeitet werden. Da das Internet riesig ist, können Datenpakete verloren gehen oder verspätet eintrudeln.
TCP packt, sortiert und sendet erneut, damit alle Inhalte das Ziel zuverlässig erreichen.
Routing
Wenn Du diese Webseite aufrufst, müssen die IP-Pakete nicht zwangsweise immer den gleichen Weg gehen. Viele Wege sind möglich und notwendig, weil manchen überlastet oder kaputt sind. Damit das Paket nicht auf der Welt herumirrt, führt ein Router eine Liste von den nächsten verfügbaren Routern. Je näher der Router, desto eher verwendet er die Strecke
Verschlüsselung
Das Internet wurde nie für die bereite Öffentlichkeit gebaut. Das Internet sollte netten Informatikern helfen, Daten auszutauschen. Deshalb findet sich in den alten Protokollen keine Verschlüsselung, weil keine von einer Miss-Nutzung eines Kriminellen ausgegangen ist. Die Verschlüsselung ist bis heute optional, umständlich und kostspielig.
Fragen
Wem gehört das Internet?
Keinem und allen. Das Internet besteht aus Computern, welchen einzelnen Menschen oder Unternehmen gehört. Die Kabel gehören in der Regel dem regionalem Internet Serviceprovidern (ISP).
Sie haben ein Monopol, welches von den Behörden reguliert sein kann. Sie sind zur Neutralität mit bezahlbaren Preisen angehalten.
Wenn man die Nachrichten verfolgt, meint man, dass Facebook, Apple, Microsoft und Google das Internet gehört. Du kannst aber auch ohne diese leben und bist nicht auf diese angewiesen.
Kann der Staat (oder andere) das Internet überwachen?
Einige nicht-demokratische Staaten überwachen einen Teil des Internets, auf welchen Sie Zugriff haben. Darüber hinaus können die Staaten auch in anderen Ländern heimlich die Bevölkerung überwachen. Lese hier, wie Du anonym surfen kannst, ohne das Dir ein Staat auf die Finger schaut.
Was brauche ich für das Internet?
Du musst einen Vertrag mit einem Internet Service Provider abschließen. Für die Dienstleistung musst Du jeden Monat blechen, kannst aber die Signale aus dem Kupferkabel / Glasfaser mit einem Router nutzen.
Die meisten Router heute sind auch der Wireless Access Point und versenden elektromagnetische Strahlung (WLAN), welche Du direkt an Deinem Computer nutzen kannst. Die zuverlässigste Variante – ein echtes Kabel – ist für viele Durchschnittsnutzer eine Seltenheit geworden, weil Kabel umständlich sind.
Was war die erste Webseite im Internet?
Das Internet besteht mehr als nur aus Webseiten. Informationsaustausch kann auch mit öffentlichen Dateisystemen oder Kommandozeilen funktionieren. Die erste Webseite (HTML) aus dem CERN findest Du hier: http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html
Welche Arten von Internet gibt es?
Es gibt nur ein Internet, aber Du kannst Dich unterschiedlich mit dem Netzwerk verbinden, über Kupferkabel (Telefon / Koaxial), über Glasfaser, über Satellit oder über Mobilfunk.
Außerdem kannst Du das Internet untergliedern:
- Intranet ist das Netzwerk, welches ein Unternehmen für die Mitarbeiter geschaffen hat.
- Ein Overlay-Netzwerk ist ein virtualisiertes Netzwerk, welches eigene Verbindung künstlich zwischen Computern virtualisiert. Das ist die technische Grundlage für ein Darknet (z. B. Tor).
- Mit dem Deepnet sind die Teile des Internets gemeint, welche Du aus dem Internet erreichen könntest, aber Du brauchst ein Passwort für den Zugang. Hinter den Login-Bildschirmen verstecken sich eine Menge von privaten Ressourcen, die nicht an die Öffentlichkeit gelangen.
