Internet - kurz und bündig
Das Internet ist ein weltumspannendes Computernetzwerk (eine Infrastruktur) zur Übertragung von Daten zwischen den angeschlossenen Rechnern.
Wie muss man sich das vorstellen? Auf der Strasse angesprochene Personen antworten sehr unterschiedlich auf diese Frage (Video 3 Min. 44 Sekunden, bei Bedarf Untertitel Deutsch auswählen).
Umgangssprachlich (und mittlerweile auch häufig in den Medien und sogar in Fachpublikationen) wird der Begriff "Internet" (fälschlicherweise) stellvertretend für alle Dienste und Anwendungen verwendet, die das Internet als Datenübertragungs-Infrastruktur nutzen. Siehe auch: Internet_und_Web_sind_nicht_das_Gleiche.
Die Struktur des Internets
Teilnetze (Autonomous Systems, AS)
Das Internet umfasst Zehntausende von Teilnetzen (Autonomous Systems, AS), die untereinander verbunden sind. Das Internet wird deshalb auch als das "Netz der Netze" bezeichnet.
Die einzelnen Teilnetze (AS) sind unterschiedlich gross, und ihre Anzahl ist von Land zu Land verschieden.
Regionale Registrierungsstelle Anzahl Teilnetze (AS)
Stand März 2019
Réseaux IP Européens Network Coordination Center RIPE NCC 35'017 American Registry for Internet Numbers ARIN 23'366 Asia-Pacific Network Coordination Center APNIC 15'876 Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry LACNIC 9'390 African Network Coordination Center AFRINIC 1'796
Die Schweiz ist Mitglied des Réseaux IP Européens RIPE. In der Schweiz sind rund 900 Teilnetze registriert.
Quellen: Number Resource Organization NRO, ipinfo.io
Die Teilnetze gehören den jeweiligen Betreiberinnen: Unternehmen, Banken, Versicherungen, Elektrizitätswerke, Industriebetriebe, Forschungseinrichtungen, Verwaltungseinheiten, usw.
Verbindung der Teilnetze (Glasfaserkabel, Internet Exchange Points, IX)
Die Betreiberinnen verbinden ihre Teilnetze mit anderen Teilnetzen direkt über Glasfaserkabel oder indirekt über Internet Exchange Points (IX). Ein Internet Exchange Point (Internetknoten) ist ein Rechenzentrum (Data Center) mit Computern zur zentralen Verbindung mehrerer Teilnetze.
Teilnetze in verschiedenen Kontinenten sind teilweise sogar mit Glasfaserkabeln verbunden, die auf dem Meeresgrund verlegt sind.
Die Betreiberinnen verbinden ihre Teilnetze nach Möglichkeit so mit anderen Teilnetzen, dass die Datenpakete beim Ausfall einer Verbindung über eine andere Verbindung weitergeleitet werden können. So können zwar Teile des Internets zeitweise ausfallen, aber ein Ausfall des gesamten Internets ist sehr unwahrscheinlich.
Zugänge zum Internet (Internet Service Providers, ISP)
Für den Zugang zum Internet müssen Personen, Haushalte und Unternehmen ein (kostenpflichtiges) Abonnement bei einem Internet Service Provider (ISP) ihrer Wahl abschliessen.
Technisch erfolgt der Zugang zum Internet über Zugangsnetze (z.B. Telefonnetz, Mobilfunknetz, Glasfaserkabel, WLAN, Satelliten).
Einige ISP sind auch Betreiber eines AS. Die anderen ISP verbinden sich mit einem (oder mehreren) AS, um ihren Kundinnen den Zugang zum Internet zu bieten.
Die Funktionsweise
IP-Adressen
Jeder (über einen ISP) am Internet angeschlossener Computer ist durch seine IP-Adresse eindeutig gekennzeichnet (IP steht für "Internet Protocol").
Die IP-Adresse eines Computers, der immer erreichbar sein muss (z.B. Web-Server, E-Mail-Server), ist immer gleich (statische IP-Adresse). Weil die Anzahl der möglichen IP-Adressen beschränkt ist, teilen die ISP den anderen Computern die IP-Adresse beim Verbindungsaufbau zu (dynamische IP-Adressen; gilt für die immer noch aktuelle Version 4 des Internet Protocol).
Die statischen IP-Adressen von (z.B.) Web-Servern kann man mit Hilfe des Dienstes whois abfragen.
Übertragung von Datenpaketen
Inhalte (z.B. Dokumente, E-Mail-Nachrichten, Video-Streams) werden in Form von Datenpaketen über das Internet übertragen. Die Datenpakete beinhalten die IP-Adresse des Empfängers und die IP-Adresse des Senders. Die Datenpakete können von den Teilnetzen anhand der Empfänger-IP-Adresse weitergeleitet werden. Und der empfangende Computer kann bei Bedarf anhand der Absender-IP-Adresse Datenpakete an den Sender schicken.
Die Animation verdeutlicht, dass die Datenpakete nicht zwingend auf dem gleichen Weg durch das Internet übertragen werden. Es kann deshalb vorkommen, dass die Datenpakete beim Empfänger nicht in der korrekten Reihenfolge eintreffen. Es ist sogar möglich, dass Datenpakete bei der Übertragung "verloren gehen".
Die Übertragung der IP-Datenpakete funktioniert nach dem Prinzip "best effort". Es gibt keine Garantie für eine zuverlässige Datenübertragung.
Tatsächlich werden nicht die IP-Datenpakete "aufgerüstet", sondern die zu übertragenden Inhalte (in der Animation als Segmente bezeichnet) je in ein zusätzliches Paket verpackt.
Das erste Paket, in das der zu übertragende Inhalt verpackt wird, wird mit einer Sequenznummer versehen. Solche Pakete werden als TCP- (Transmission Control Protocol) Pakete bezeichnet. Das TCP-Paket mit dem zu übertragenden Inhalt wird danach in ein IP- (Internet Protocol) Paket, das die IP-Adresse des Empfängers und die IP-Adresse des Senders beinhaltet, verpackt.
Wenn der empfangende Computer das IP-Paket und danach das TCP-Paket entpackt, kann er den jeweiligen Inhalt anhand der Sequenznummer richtig einordnen. Falls ein Paket nicht ankommt, kann der empfangende Computer dem Sender mit einem speziellen TCP/IP-Paket mitteilen, welche Sequenznummer das letzte korrekt empfangene TCP-Paket hat. Der sendende Computer kann dann alle nachfolgenden Pakete noch einmal schicken.
Die Festlegung des Formats der Datenpakete und der Regeln für den Datenaustausch nennt man Protokoll. TCP und IP sind die grundlegenden Protokolle im Internet.
Domain Name System (DNS)
Um einen Inhalt (z.B. eine E-Mail-Nachricht) an einen anderen, an das Internet angeschlossenen Computer zu senden, müssen wir dessen IP-Adresse kennen. Das war in den Anfängen des Internet tatsächlich so umständlich.
