Wie funktioniert das Internet?
Das Internet transportiert Daten in Paketform. Jedes Datenpaket (IP-Paket)
besteht aus folgenden Teilen:
- Einer "Verpackung", die bei allen Paketen gleich ist. Da ein
Datenpaket keine Kartonschachtel, sondern eine Folge von Zeichen ist, wird die
Verpackung "Header" (Kopf) genannt und besteht aus den ersten Zeichen
des Datenpakets. Im "Header" jedes Datenpakets steht u.a. seiner
Zieladresse und sein Absender. Diese zwei Adressen sind Internet-Nummern oder
eben IP-Nummern und werden als 4 Zahlen, getrennt durch Punkte, dargestellt:
z.B. "139.25.96.62".
- Einem "Inhalt", das sind die Daten, die übertragen werden
sollen. Woraus der Inhalt besteht, das ist dem Internet egal. Einzig der Umfang
pro Paket ist beschränkt. Grössere Datenmengen müssen daher in
viele einzelne Pakete verpackt werden.
- Einer Prüfsumme, anhand der festgestellt werden kann, ob das Paket
vollständig ist, oder etwa auf dem Weg Schaden genommen hat (z.B. durch
Leitungsstörungen verzerrt wurde).
Um Daten über das Internet zu verschicken, müssen sie also in
solche Pakete verpackt werden. Das ist die Aufgabe des sendenden Computers (z.B.
Ihr PC oder Mac). Auf der anderen Seite packt der empfangende Computer die
Pakete wieder aus. Dazwischen liegt das Internet.
Nun ist das Internet nicht einfach ein einheitliches Gebilde, sondern ein
Zusammenschluss von verschiedensten Netzwerken und Datenverbindungen. Die
Pakete, die an einem Ort eingespiesen werden, werden deshalb kaum je direkt befördert,
sondern durchlaufen eine grosse Anzahl von Stationen, sogenannte "Router".
Ein Router ist eine Art Vermittlungsstelle. Er nimmt Internet-Pakete von
verschiedenen Richtungen entgegen, und leitet sie je nach Bestimmungsort an
verschiedene Richtungen weiter. Da für die Verbindungsstrecken zwischen den
Routern ganz unterschiedliche Leitungen zum Einsatz kommen, müssen die
IP-Pakete oft noch einmal speziell "eingepackt" werden, um über
ein Netz transportiert zu werden, das nicht für IP-Pakete ausgelegt ist.
(Jedes Netz hat seine eigene Art, Daten zu verpacken, darum sind solche
Mehrfach-Verpackungen von Daten gang und gäbe).
Um das zu illustrieren, verfolgen wir einmal den Weg eines Datenpakets von
Ihrem PC, der über Modem ans Internet angeschlossen ist bis zu einem Mac in
den USA, der auf dem Tisch eines Mitarbeiters der Firma X steht:
- Ihr PC packt seine Daten in ein IP-Paket ein und versieht es mit der
IP-Nummerdes Empfängers.
- Da ihr PC nicht direkt am Internet angeschlossen ist, muss das Paket über
das Modem zu Ihrem Internet-Provider geschickt werden. Bereits dafür muss
es ein zweites Mal passend verpackt werden: zum Transport über
Modem-Strecken gibt es ein spezielles Protokoll namens PPP (Point to Point
Protocol), das ein eigenes Paket-Format hat. Die Daten sind nun also bereits
doppelt verpackt.
- Bei Ihrem Internet-Provider erreicht das PPP-Paket den ersten Router.
Dieser packt das IP-Paket aus der PPP-Hülle aus. Zur Weitervermittlung muss
das Paket nun auf das Ethernet-LAN (Lokales Netzwerk) in den Räumen des
Providers. Vorher muss es aber noch mit der Adresse seiner nächsten
Zwischenstation versehen werden. Dann wird das Paket wiederum neu verpackt,
diesmal mit einer Ethernet-Verpackung.
- Auf dem Ethernet erreicht das Paket nun den zweiten Router, der das lokale
Netzwerk des Internet Providers über eine Standleitung mit einem grösseren
Internet-Knoten verbindet. Dieser entfernt die Ethernet-Verpackung, bringt die
Adresse der nächsten Station an und packt das IP-Paket so ein, dass es zum
Internet-Knoten verschickt werden kann.
- Der Internet-Knoten packt das Paket wieder aus, und ermittelt anhand der
Zieladresse die nächste Station. Vielleicht ist das bereits ein Rechner in
den USA, vielleicht ist eine weitere Station dazwischen. Wieder wird die neue
Adresse angebracht, eine passende Verpackung gemacht und die Reise geht weiter,
über einen Backbone (Rückgrat, gemeint ist eine Haupt-Verbindung
zwischen grossen Internet-Knoten).
- Irgendwann (normalerweise nur Sekundenbruchteile nach dem Absenden), landet
das Paket auf dem Internet-Router der Firma X. Dieser schaut die Zieladresse an
und stellt fest, dass das Paket zu einem Mac im firmeninternen Netz geschickt
werden muss, welches wieder ein Ethernet ist. Das IP-Paket wird also nochmals in
eine Ethernet-Verpackung gehüllt und zum Empfänger-Mac geschickt.
- Der Empfänger-Mac entfernt die Ethernet-Verpackung und hat nun das
IP-Paket vor sich, so wie es auf Ihrem PC abgeschickt wurde. Erst jetzt wird das
IP-Paket geöffnet und die Daten erreichen ihren Bestimmungsort.
In Wirklichkeit ist der Ablauf eher noch komplizierter. Absprachen zwischen
Routern über Verbindungswege, die dauernde Überprüfung, ob das
Paket Schaden genommen hat und entsprechende Massnahmen, um das Paket nochmals
fehlerfrei zu übermitteln (im Gegensatz zu Postpaketen können die
Router IP-Pakete vor dem Weiterschicken kopieren, für den Fall, dass eines
nicht oder defekt ankommt) kommen dazu.
Das Prinzip ist aber immer dasselbe: Ein Paket wird von Router zu Router
weitergegeben, bis es seinen Bestimmungsort erreicht. Wenn eine direkte
Verbindung ausfällt, so finden die Router meistens einen Umweg, auf dem das
Paket befördert werden kann, vielleicht langsamer, aber es kommt an.
So konnte das globale Internet durch die Vermittler- und Umpack-Dienste der
Router aus dem Zusammenschluss verschiedenster Netze entstehen. Das Internet ist
so wirklich ein Netz, ein ziemlich chaotisches sogar, bestehend aus
unterschiedlichsten "Fäden" als Verbindungen und dauernd in Veränderung.
Das Ziel der ursprünglichen Gründer ist damit erreicht: Das Internet
ist kaum zu unterbrechen; wenn irgendwo ein Knotenrechner ausfällt, so sind
sehr schnell Notfall-Verbindungen über andere Knoten und Leitungen
eingerichtet und der Datenfluss geht weiter.
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