Wie funktioniert das Internet?

Alle reden über das Internet und ob oder wie es reguliert werden sollte. Aber nicht genug Leute wissen, wie das Internet tatsächlich funktioniert – oder was genau das Internet ist.

Was ist das Internet genau?

Sie haben wahrscheinlich Ihr eigenes „lokales Netzwerk“ zu Hause und es besteht aus allen Geräten, die mit Ihrem Router verbunden sind und eine Verbindung zum Internet herstellen. Das Wort «Internet» bezieht sich auf ein weltweites System von «miteinander verbundenen Computernetzwerken».

Das ist alles, was das Internet wirklich ist – eine große Anzahl von Computernetzwerken auf der ganzen Welt, die miteinander verbunden sind. Natürlich gibt es eine Menge physischer Hardware – von den Kabeln unter den Straßen Ihrer Stadt über die massiven Kabel auf dem Meeresboden bis hin zu Satelliten im Orbit um den Planeten -, die diese Kommunikation ermöglichen. Im Hintergrund arbeitet auch eine Menge Software, mit der Sie eine Website-Adresse wie «google.com» eingeben und Ihren Computer so schnell wie möglich an den physischen Standort senden können, an dem sich diese Website befindet.

Selbst wenn Sie nur eine Verbindung zu einer einzelnen Website herstellen, ist unter der Haube noch viel mehr los. Ihr Computer kann keine Informationen oder «Datenpakete» direkt an den Computer senden, auf dem sich die Website befindet. Stattdessen wird ein Paket an Ihren Heimrouter weitergeleitet, das Informationen darüber enthält, wohin es geht und wohin der Webserver antworten soll. Ihr Router sendet es dann an die Router Ihres Internetdienstanbieters (Comcast, Time Warner oder an einen anderen von Ihnen verwendeten Anbieter), wo es an einen anderen Router eines anderen Internetdienstanbieters usw. gesendet wird, bis es sein Ziel erreicht. Alle Pakete, die vom Remote-Server an Ihr System zurückgesendet werden, machen den umgekehrten Weg.

Um eine unvollständige Analogie zu verwenden, ist es ein bisschen so, als würde man einen Brief per Post senden. Ihr örtlicher Postangestellter kann den Brief nicht einfach abholen und direkt über das Land oder den Kontinent zu seiner Zieladresse bringen. Stattdessen geht der Brief an Ihr lokales Postamt, wo er an ein anderes Postamt und dann an ein anderes usw. gesendet wird, bis er sein Ziel erreicht. Es dauert länger, bis ein Brief auf die andere Seite der Welt gelangt als auf die andere Seite des Landes, da er mehr Stopps einlegen muss, und das gilt im Allgemeinen auch für das Internet. Es wird etwas länger dauern, bis Pakete mit mehr Übertragungen oder „Hops“, wie sie genannt werden, längere Strecken zurücklegen.

Im Gegensatz zu physischer Post ist das Senden von Datenpaketen jedoch immer noch schnell und geschieht viele Male pro Sekunde. Jedes Paket ist sehr klein und eine große Anzahl von Paketen wird bei der Kommunikation zwischen Computern hin und her gesendet – selbst wenn eine Website nur von einer anderen geladen wird. Die Laufzeit eines Pakets wird in Millisekunden gemessen.

Daten können viele Wege gehen

Dieses Netzwerk von Netzwerken ist etwas interessanter und komplexer, als es scheint. Wenn all diese Netzwerke miteinander verbunden sind, gibt es nicht nur einen einzigen Pfad, den Daten nehmen. Da Netzwerke mit mehreren anderen Netzwerken verbunden sind, gibt es rund um den Globus ein ganzes Netz von Verbindungen. Dies bedeutet, dass diese Pakete (kleine Daten, die zwischen Geräten gesendet werden) mehrere Pfade nehmen können, um dorthin zu gelangen, wo sie hingehen.

Mit anderen Worten, selbst wenn ein Netzwerk zwischen Ihnen und einer Website ausfällt, können die Daten normalerweise einen anderen Weg einschlagen. Die Router entlang des Pfads verwenden das sogenannte Border Gateway Protocol (BGP), um Informationen darüber zu übermitteln, ob ein Netzwerk ausgefallen ist und welchen Datenpfad sie optimal nutzen können.

Das Erstellen dieses miteinander verbundenen Netzwerks (oder Internets) ist nicht so einfach, wie jedes Netzwerk einzeln in ein nahe gelegenes Netzwerk zu stecken. Netzwerke sind auf viele verschiedene Arten über viele verschiedene Pfade verbunden, und die auf diesen Routern ausgeführte Software (so genannt, weil sie den Verkehr über das Netzwerk leiten) arbeitet immer daran, die optimalen Pfade für Daten zu finden.

Sie können den Pfad, den Ihre Pakete zu einer Zieladresse nehmen, mithilfe des Befehls traceroute anzeigen, der den Routern auf dem Pfad mitteilt, auf dem das Paket zurückmeldet.

Im folgenden Screenshot haben wir beispielsweise die Route von einer Comcast-Internetverbindung in Eugene, Oregon, zu howtogeek.com verfolgt. Die Pakete wurden über das Comcast-Netzwerk nach Norden nach Seattle zu unserem Router geleitet, bevor sie über Chicago, New York und Newark in ein Backbone-Netzwerk von Tata Communications (as6453.net) geleitet wurden, bevor sie zu einem Linode-Rechenzentrum in Newark, New Jersey, gelangten wo die Website gehostet wird.

Wir sprechen von «reisenden» Paketen, aber natürlich handelt es sich nur um Daten. Ein Router kontaktiert einen anderen Router und kommuniziert die Daten im Paket. Der nächste Router verwendet die Informationen auf dem Paket, um herauszufinden, wohin es geht, und überträgt die Daten entlang seines Pfads an den nächsten Router. Das Paket ist nur ein Signal auf der Leitung.

IP-Adressen, DNS, TCP / IP, HTTP und weitere Details

Das ist zumindest ein Überblick auf hoher Ebene darüber, wie das Internet funktioniert. Es gibt viele kleine Themen, die für das Internet, das wir alle verwenden, wichtig sind und über die Sie ausführlicher lesen können.

Beispielsweise verfügt jedes Gerät in einem Netzwerk über eine eindeutige numerische IP-Adresse in diesem Netzwerk. Daten werden an diese Adressen gesendet. Es gibt sowohl ältere IPv4-Adressen als auch neuere IPv6-Adressen. IP steht für «Internet Protocol», eine IP-Adresse ist also eine «Internet Protocol Address». Dies sind die Adressen, die Geräte im Netzwerk verwenden und sprechen.

Menschen verwenden lesbare Domain-Namen wie howtogeek.com und google.com, die einprägsamer und verständlicher sind als eine Reihe von Zahlen. Wenn Sie jedoch solche Domainnamen verwenden, kontaktiert Ihr Computer den DNS-Server (Domain Name System) und fragt nach der numerischen IP-Adresse für diese Domain. Stellen Sie sich das wie ein großes öffentliches Adressbuch für Telefonnummern vor. Unternehmen und Einzelpersonen, die Domain-Namen wünschen, müssen für die Registrierung bezahlen. Sie verwenden wahrscheinlich den DNS-Dienst Ihres Internetdienstanbieters, können jedoch auch einen anderen DNS-Server wie Google Public DNS oder OpenDNS verwenden.

All dies basiert auf verschiedenen Ebenen von „Protokollen“, mit denen Geräte kommunizieren, selbst wenn sie das Internetprotokoll verwenden. Das gebräuchlichste Transportprotokoll ist TCP / IP, das für Transmission Control Protocol over Internet Protocol steht. Bei TCP dreht sich alles um Zuverlässigkeit. Geräte chatten hin und her und verfolgen Datenpakete, um sicherzustellen, dass unterwegs nichts verloren geht. Wenn dies der Fall ist, wird es bemerkt und erneut gesendet. Es gibt auch andere Protokolle, wie UDP, die das Zuverlässigkeitsmaterial für rohe Geschwindigkeit herauswerfen.

Über den Transportprotokollen wie TCP und UDP befinden sich Anwendungsprotokolle wie HTTP oder HTTPS – das Hypertext-Übertragungsprotokoll, das Ihr Webbrowser verwendet. Das HTTP-Protokoll arbeitet über dem TCP-Protokoll, das über dem IP-Protokoll arbeitet. Andere Anwendungen verwenden möglicherweise andere Protokolle oder erstellen eigene Protokolle, die dennoch auf Protokollen wie TCP und IP basieren. So viel von der Technologie, die wir verwenden, umfasst Technologieebenen, die auf anderen Ebenen aufbauen, und das gilt auch für das Internet. Wir könnten hier ein ganzes Buch schreiben, aber wenn Sie vorerst mehr lesen möchten, sollten Sie über die obigen Links loslegen.

Sobald Sie die Grundlagen verstanden haben, können Sie besser verstehen, warum dies so ist IT-Menge Szene ist auch so lustig.

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