Weltweites Internet

Einleitung
Geschichte des Internets
Die Architektur und Topologie des Internets
Die Verwaltung des Internets
Anschluss an das Internets
Die Kostenfrage, wer bezahlt eigentlich das Internet?
Die Dienste des Internets
Verknüpfungsliste
Weiterführende Links
Literatur

Einleitung

Ein Internet (Interconnected Networks) ist die Zusammenschaltung von mehreren Computer-Netzwerken zum Austausch von Daten. Es gibt mehrere dieser Internets, aber nur ein öffentliches weltweites Internet. Im Folgenden wird deshalb das 'weltweite Internet' mit 'Internet' abgekürzt. In der englischen Literatur wird dieses Internet mit großem 'I' geschrieben, die anderen mit kleinem 'i'. Oft wird das weltweite Internet nur mit 'The Net' oder in Anlehnung an William Gibson's Romane als die 'Matrix' bezeichnet.

Geschichte des Internets

Alles begann sehr klein im Herbst des Jahres 1969 in den USA mit dem Vorgänger des Internets, dem ARPANET, einem verteilten Netzwerk mit redundanten Verbindungen. Das ARPANET war eine Einrichtung der Advanced Research Project Agency (ARPA), die später (1972) in U. S. [Defense Advanced Research Project Agency (DARPA)] umbenannt wurde und vom [Department of Defence (DoD)] finanziert wird. Seit 1993 heißt DARPA allerdings wieder ARPA. Zunächst wurden zwei Hosts der University of California at Los Angeles (UCLA) und des Stanford Research Institutes (SRI) - bemerkenswerter Weise ein Rechner eines Hypertext-Projekts (s. [http://www.funet.fi/index/FUNET/history/internet/en/arpanet.html]) über die mit konventionellen Standleitungen verbundenen Nodes, den IMP-Knoten (Interface Message Processor) des ARPANETs, zusammengeschaltet. Noch Ende des selben Jahres wurden Rechner unterschiedlicher Betriebssysteme an zwei weiteren Universitäten (der University of California, Santa Barbara (UCSB) und der University of Utah) zum Austausch von Forschungsergebnissen dezentral und 'bombensicher' (damals war 'Kalter Krieg') hinzugeschaltet. Zweck der Übung war, ein paketvermittelndes Verfahren zur Datenübermittlung zu testen. Das Netzwerk sollte auch bei Beschädigungen weiter funktionieren. Die Datenpakete konnten dynamisch über Alternativleitungen umgeleitet werden, falls Leitungen oder Knoten ausfielen - bei den herkömmlichen, leitungsvermittelnden Systemen würde die Datenübertragung zusammenbrechen. Übertragungs-Protokolle für paketvermittelnde Verfahren müssen zudem mit verlorengegangenen, beschädigten, nicht in der richtigen Reihenfolge ankommenden und doppelt vorhandenen Datenpaketen fertig werden.

Damals wurde als Übertragungsprotokoll der Datenpakete das Network Control Protocol (NCP), der Vorgänger der seit 1. 1. 1983 im Internet verwendeten Protokollfamilie Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), verwendet. Der 1. 1. 1983 wird wegen des Einsatzes dieses Protokolls auch als das Geburtsdatum des Internets genannt. Maßgeblich an der Entwicklung der TCP/IP Protokolle beteiligt waren die Wissenschaftler Robert E. Kahn und Vinton G. Cerf, der aufgrund der Wichtigkeit des Protokolls auch als Vater des Internets bezeichnet wird. Der [RFC 1000 - The Request For Comments Reference Guide] beinhaltet eine Beschreibung dieser frühen Phasen des Internets. Momentan steht eine neue Version des TCP/IP (momentan die Version 4 IPv4) kurz vor dem Einsatz. Die neue Version 6 (IPv6) soll vor allem das Problem der Verknappung des IP-Adressraums beseitigen.

Beschrieben wird das TCP/IP durch sogenannte Request For Comments (RFC). Der 'RFC Editor' (ehemals der inzwischen verstorbene Jonathan B. Postel) kümmert sich um die Verwaltung dieser Dokumente. Diese nützlichen Texte können auch über das Internet abgerufen werden. Zu finden sind sie auch auf den Seiten der Internet Engineering Task Force (IETF). Diese Organisation kümmert sich um die Weiterentwicklung, Neuentwicklung und Verwaltung der Internet-Standards. Aktiv in der Weiterentwicklung ist in diesem Zusammenhang z.B. das Information Sciences Institute (ISI) der University of Southern California (USC).

Nachdem das Netz einmal ins Leben gerufen wurde, wuchs es schnell um weitere Mitglieder, vor allem Universitäten, an. Die Militärs wiederum koppelten sich 1983 in ihr eigenes Internet (MILNET) ab, das vom Defense Data Network (DDN) verwaltet wird. Das heute öffentlich verwendete Internet ist der Zweig, der 1983 von Forschungsinstituten weiter betrieben wurde.

Als schneller 'Backbone' (i.e. durch Hochgeschwindigkeitsleitungen verbundenen Knoten, die die Übertragung zwischen den regionalen Netzwerken übernehmen) wurde 1986 in den USA parallel zum ARPANET das Netzwerk der [National Science Foundation (NSF)] NSFNET eingesetzt (fing 1985 mal mit 56kbps an, wurde 1987 erneuert, s. [TCP/IP Network Administration] Craig Hunt, Seite 3). Der größte Backbone wird heute von [UUNET] betrieben. Andere Netzwerke BITNET (Forschungsnachrichten), USENET (News), und FidoNet, die nicht TCP/IP als Übertragungsprotokoll verwendeten, wurden über Gateways an das Internet angeschlossen. Andere Staaten schlossen sich nach und nach am Internet an. Übrigens wurde das ARPANET (Netzwerkadresse 10.0.0.0) erst 1990 abgeschaltet, nachdem nur noch das schnellere NSFNET verwendet wurde.

Heutzutage tummeln sich neben den Universitäten auch andere Organisationen, Wirtschaftsunternehmen und Privatpersonen mit ihren Rechnern im Internet. Nach Schätzungen der [Matrix Information and Directory Services, Inc. (MIDS)] sind im Jahr 2000 über 92 Millionen Hosts an das Internet angeschlossen. Mit der Anzahl der Benutzer wuchs auch die Bandbreite des Internets. Auch neue Anwendungen fordern eine immer höhere Bandbreite: Schon werden digitalisierte Audio- und Videosignale übertragen. Beispiel hierfür ist das [Uni-TV]. Gerade für diese Anwendungen eignet sich das paketvermittelnde TCP/IP nicht, da keine konstante, für die Übertragung benötigte, Bandbreite garantiert werden kann. Für diese Spezialfälle eignen sich leitungsvermittelnde Asynchronous Transfer Mode (ATM) Netzwerke als Backbone. ATM ist eine Technologie, die auch für das Integrated Services Digital Network (ISDN) verwendet wird. Die Übertragung von Multimedia-Daten an mehrere Rechner gleichzeitig, wird derzeit auf das bestehende Internet durch das [mBone (Multicast Backbone)] aufgesetzt.

Momentan wird an einer weiteren Verbesserung (noch höhere Bandbreite, neue Technologien, neue Anwendungen) des Internets gearbeitet. Die Entwicklungsarbeiten laufen unter dem Namen [Internet2]. Die Koordination erfolgt über das [University Corporation for Advanced Internet Development (UCAID)], einer durch Universitäten geführten Non-Profit Organisation. Im Rahmen dieses Projekts sind schon einige durch Hochgeschwindigkeits-Strecken verbundene Knoten [Abilene] in Betrieb. Der [DFN-Verein (Deutsches Forschungsnetz)], beteiligt sich mit dem auf Glasfasertechnologie aufbauenden G-WiN (Gigabyte Wissenschaftsnetz) an dem Internet2-Projekt.

Sogar interplanetares Internet wird auch schon angedacht: [Interplanetary Internet Research Group Charter (IPNRG)]

Die Architektur und Topologie des Internets

Das Internet ist eine dezentrale und redundante Zusammenschaltung mehrerer Netzwerke. Der Datenaustausch geschieht über das paketvermittelnde Internet Protokoll (IP) der Protokoll-Familie TCP/IP. Die einzelnen Netzwerke haben eine hierarchische Gliederung (LAN, regionales Netzwerk, überregionales Netzwerk). Diese Struktur hat sich entwickelt und ist nicht definiert.

Die RFCs [RFC 1122 - Requirements for Internet Hosts -- Communication Layers] und [RFC 1123 - Requirements for Internet Hosts -- Application and Support] sind die Originaldokumente, die jedes der TCP/IP Protokolle beschreiben. Die RFC's selbst existieren fast solange wie der Gedanke des Internets (s. [RFC 1000]).

Jeder der Rechner (Hosts), der über das Internet erreichbar ist, hat (zumindest) eine eindeutige Adresse, die IP-Adresse (Internet-Adresse). Diese Adressen können auch temporär vergeben werden. Die Rechner sind hierarchisch in Domänen (Domains) strukturiert. Die Hosts können zu einer gegebenen IP-Adresse auch einen lesbaren Namen haben. Das Domain Name System (DNS) erlaubt das Auffinden der IP-Adressen zu einem Namen. Anhand dieser Adresse können Datenpakete zu ihrem Bestimmungsort geleitet werden. Das Weiterleiten und Umleiten von Datenpaketen übernehmen spezielle Netzwerkknoten, die Router.

Die Hosts eines lokalen Netzwerks (Local Area Network, LAN), sind über Gateways an die Zugiffspunkte (Access-Points) regionaler Netzwerke verbunden. Die Verbindung von Gateway und Access-Point kann hier in Deutschland z.B. über Stichleitungen der [Deutschen Telekom AG] erfolgen. Die Verbindung der Knoten regionaler Netzwerke geschieht meist durch Leitungen des Netzwerkbetreibers. Ein Beispiel für regionale Netzwerke ist das B-Win (Breitband Wissenschaftsnetz) des DFN [Karte B-Win]. Die Knoten der regionalen Netzwerke bilden ein Wide Area Network (WAN). Dieses Netzwerk ist mit den Access-Points überregionaler Netzwerke verbunden, die durch internationale Datenverbindungsstrecken vernetzt sind. Beispiel: [Die Internationale Anbindung des DFN] und die [Netzwerkkarten des UUNET].

Die Technologie der Netzwerkverbindung hängt von den Umständen des Einsatzes und dem verwendeten Medium ab. Als Medium erlauben Glasfaserkabel die bisher schnellste Verbindung. Herkömmliche Kupferleitungen machen hingegen einen Großteil der Leitungen aus. Es existieren einige Transkontinental-Kabel, die von speziellen Schiffen aus gewartet werden. Neben Kabelverbindungen sind für Fernverbindungen auch Satellitenverbindungen und Richtfunkstrecken im Einsatz. Auf lokaler Ebene werden neben Kupfer und Glasfaser in einigen Fällen Funkverbindungen in Form von Wave-LANs eingesetzt. Diese Form der Vernetzung eignet sich besonders für die ortsungebundenen Laptops.

Die Verwaltung des Internets

Es existieren mehrere, zumeist Non-Profit Organisationen, die sich um die Verwaltung und Weiterentwicklung des Internets kümmern. Die Internet Society (ISOC) steht den am Internet interessierten Personen zur Seite.

Für die Koordination der Entwicklung des Internets ist das Internet Architecture Board (IAB) tätig. Das IAB ist ein Zusammenschluss ehrenamtlich tätiger Personen aus Wissenschaft und Wirtschaft. Der Leiter dieser Organisation wird Internet Architect (erstmals David D. Clark am MIT Laboratory fro Computer Science) genannt. Vorschläge für neue Normen (RFCs) kommen vor allem aus der Internet Engineering Task Force (IETF), ebenfalls eine Organisation mit ehrenamtlich tätigen Mitarbeitern. Die ehrenamtlichen Mitarbeiter der Internet Research Task Force (IRTF) beschäftigen sich mit der Entwicklung neuer Technologien für das Internet.

Zusätzlich existieren noch weitere Gruppen im Umfeld der ISOC: Internet Societal Task Force (ISTF), Internet Engineering Steering Group (IESG) und Internet Assigned Numbers Authority (IANA).

Bis vor kurzem organisierten die IANA und das Integrated Network Information Center (InterNic) auf oberster Ebene die Vergabe von Internet-Domänen, bzw. delegiert die Rechte zur Namensvergabe an andere Organisationen, z.B. das Network Information Center (NIC), dass sich um die Vergabe internationaler Domainadressen (.com, .net, .org) kümmert. Auf nationaler Ebene gibt es jeweils eine Unterorganisation des InterNIC, die für den jeweiligen Staat die Domainnamen und Adressbereiche vergibt. In Deutschland ist das für die für .de-Domänen das DENIC.

Seit kurzem macht die neugegründete internationale Verwaltungsorganisation Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN), die ab September 2000 u.a. für die Vergabe von Internet-Adressen und Domänen-Namen zuständig ist, als "Internet Regierung" von sich reden.

Anschluss an das Internet

Jeder soll am Internet teilhaben können: [Internet is for everyone] (Vint Cerf, ISTF). Vorausgesetzt natürlich, dass die Infrastruktur vorhanden ist und die Kosten getragen werden können.

Betreiber lokaler Netzwerke können sich über 'Access Points' an ein übergeordnetes Netzwerk anschließen lassen. Prinzipiell kann jedes TCP/IP Netzwerk an das Internet angeschlossen werden. Netzwerke die auf anderen Protokollen basieren, können über Gateways angeschlossen werden, sind aber strenggenommen nicht Teil des Internets. Wichtig ist vor allem die eindeutige Vergabe von Internet-Adressen an dieses Netzwerk.

Personen, die keinen Anschluss ans Internet besitzen, aber trotzdem als Waren-Anbieter an dem E-Commerce im Internet teilhaben wollen, können sich von einem Internet Service Provider (ISP) 'hosten' lassen: D.h. der ISP stellt die Rechner, Datenspeicher, Netzwerkanbindung und Software, evtl. sogar Entwicklungspersonal für die gewünschten Dienste zur Verfügung. Einzelpersonen können sich mit Ihrem Computer und über ein Modem bei einem ISP einwählen und z.B. über das Point-To-Point-Protocol (PPP) an das Internet als Client verbinden.

Die Kostenfrage, wer bezahlt eigentlich das Internet?

Das weltweite Internet als solches hat zwar keinen 'Eigentümer', dennoch fallen Kosten an, die von irgend jemanden getragen werden müssen. Betreiber lokaler Netzwerke müssen den Datenverkehr bezahlen, den sie in dem übergeordneten Netzwerk, an dem sie angeschlossen sind, verursachen. Entweder als Pauschale oder je nach Datenaufkommen.

Weiterentwicklungen und Verwaltungsaufgaben werden häufig von ehrenamtlich tätigen Mitarbeitern an einer der Verwaltungsorganisationen durchgeführt.

Die Dienste des Internets

Interessant wird das Internet durch seine Dienste. Jeder der einen Rechner ans Internet angeschlossen ist, kann im Netzwerk Dienste zur Verfügung stellen und Dienste in Anspruch nehmen. Programme, die Dienste zur Verfügung stellen heißen Server; Programme, die Dienste in Anspruch nehmen heißen Clients. Das Zusammenspiel von Client und Server nennt sich Client/Server Architektur und wird von entsprechenden Protokollen der TCP/IP Familie definiert. Durch die Vernetzung der Hosts auf denen die Server laufen, stehen die Dienste weltweit zur Verfügung.

Eine der häufigsten Anwendungen ist der Dateiausstausch. Das File Transfer Protokoll (FTP) beschreibt den Dienst zum Austausch von Dateien. Clients sind in vielen Applikationen implementiert. So ist in jedem bekannten Web-Browser auch ein FTP-Client integriert. Datenquellen können in diesem Fall durch eine mit ftp: beginnende Adresse (URL) angesprochen werden. Neben dem FTP existieren spezielle Netzwerk-Dateisysteme, die es ermöglichen, für Benutzer transparent auf entfernte Dateisysteme von Dateiservern zuzugreifen.

Das Internet wird im zunehmenden Maße auch als Kommunikationsmedium benutzt. Die Dienste hierfür sind die beliebte elektronische Post (E-Mail), das elektronische schwarze Brett (News), Online-Diskussionsforen (Chat) und Online-Konferenzen. Mit zunehmender Bandbreite der Backbones werden auch Anwendungen wie Internet-Telefonie, Internet-Radio, Internet-Fernsehen denkbar.

Das hypertextbasierte Web ist neben der E-Mail der bekannteste Dienst. Viele setzen sogar, fälschlicher Weise, das Web mit dem Internet gleich. Das Web war zunächst nur eine Ansammlung miteinander verknüpfter Hypertext-Dokumente, inzwischen ist es Plattform für weitere Dienste: z.B. Web-Kameras, Zugänge zu Datenbanken, Such- und Indexdienste.

Schon immer war es möglich, über das Internet entfernte Rechner zu bedienen. Zunächst über eine einfache Textoberfläche: Das immer noch verwendete Telnet, später über die grafische Benutzungsoberfläche X-Window. In der Zeit des Webs, gibt spezielle Applikationsserver, die die Oberfläche von Programmen über einen Web-Browser zugänglich machen. Allerdings: Je komplexer diese Anwendungen werden, desto fehleranfälliger sind Sie auch.

Verknüpfungsliste

Die Verwaltung

Anschluss an das Internets

[http://www.istf.isoc.org/archive/net4all.shtml]: Internet is for everyone
Internet Service Provider (ISP)
Point-To-Point-Protocol (PPP)

Die Kostenfrage, wer bezahlt eigentlich das Internet?

Die Dienste des Internets

Weiterführende Links

[http://de.wikipedia.org/wiki/Internet] Wikipedia Artikel zum Internet (deutsch)
[http://en.wikipedia.org/wiki/Internet] Wikipedia Artikel zum Internet (englisch)
[http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_Internet] Wikipedia Artikel zu History of the Internet (englisch)
[http://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Internets] Wikipedia Artikel zur Geschichte des Internets (deutsch)
[http://sixrevisions.com/resources/the-history-of-the-internet-in-a-nutshell/] The History of the Internet in a Nutshell (englisch)
[http://smithsonian.yahoo.com/birthoftheinternet.html]: Birth of the Internet
[http://www.funet.fi/index/FUNET/history/internet/]: History of the Internet
[http://www.zakon.org/robert/internet/timeline/]: Hobbes' Internet Timeline
[http://www.ietf.org/rfc/rfc1118.txt]: RFC 1118 - The Hitchhikers Guide to the Internet
[http://www.ietf.org/rfc/rfc1935.txt]: RFC 1935 - What is the Internet, Anyway?
[http://www.ietf.org/rfc/rfc1739.txt]: RFC 1739 - A Primer On Internet and TCP/IP Tools
[http://www.ietf.org/rfc/rfc2026.txt]: RFC 2026 - The Internet Standards Process -- Revision 3
[http://www.tic.com/]: Texas Internet Consulting, Smoot Carl-Mitchells und John S. Quarterman Company, hier sind einige Artikel von John S. Quarterman zum Internet zu finden

Literatur

[The Matrix: Computer Networks and Conferencing Systems Worldwide] John S. Quarterman
[Der neue Internet Navigator] Paul Gilster
[Computernetzwerke und Internet] Douglas Comer, Ralph Droms
[TCP/IP Network Administration] Craig Hunt

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