Aufbau und Struktur des Internets

Das WWW - ein Netz aus lauter Netzwerken
Die Host Architektur - Server und Clienten
Der Verlauf von Daten über das Internet

Das WWW - ein Netz aus lauter Netzwerken

In wirklichkeit ist das Internet nicht ein einziges Netz, sondern es besteht aus vielen Netzen wie z.B. Internet-Providern oder Forschungsnetzen. Die hochfermormanten Leitungen, die diese Netzwerke miteinander verbinden werden Backbones genannt.
Da nun kleine Provider sich keine eigenen Backbones leisten können, müssen sie über Carrier (Anbieter, die ein eigenes Netzwerk betreiben und kleineren Providern eine Anbindung ermöglichen) einen Zugang zum Internet anmieten.

Mietet sich nun ein Provider A einen solchen Zugang, bezahlt er für den erzeugten Datenverkehr und stellt Räume zur Verfügung um die nötige Technik des Carriers unterzubringen. Der Provider A betreibt hier einen PoP (Point of Presence = Einwahlknoten) und ist nun über ein Backbone des Carriers ans Internet angeschlossen. Wenn nun ein Provider B ins Spiel kommt der ebenfalls einen PoP betreiben möchte, wird ein weiterer Schaltschrank vom Carrier installiert und der Backbone wird verstärkt weil durch den zusätzlichen Provider mehr Datentransfer entsteht.
Der Schaltschrank des Providers B bietet nun einen Zugang zum Internet und gleichzeitig eine Verbindung zum Provider A. Da es natürlich mehrerer dieser Carrier gibt, werden diese über CIX (Commericial Internet Exchange = Kommerzieller Internetaustauschpunkt) verbunden. In Deutschland gibt es dafür z.B. den DECIX. Um nun Internationale und -kontinentale Verbindungen aufzubauen benötigt man internationale Backbones, die in der Regel nur große Carrier betreiben. Kleine Carrier kaufen sich Bandbreiten von den großen Carriern oder sie schließen sich an internationale Backbonenetzen an.

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Die Host Architektur des Internets - Server und Clienten

Im Internet gibt es klar einzuhaltende Regeln, wie Rechner untereinander kommunizieren die sogenannten Host-Architekturen. Eine dieser Host-Architekturen nennt man Peer-to-Peer Netzwerk, bei der zwei gleichrangige Computer (Hosts) kommunizieren, also beide als Server gelten. Das bringt natürlich Vorteile, denn es ist kein eigenständiger Server notwendig. Bei hoher Belastung hat man allerdings Performanceeinbußen. Werden z.B. mehrere Rechner in einem Raum untereinander vernetzt, um z.B. im Netzwerk Computerspiele zu spielen, spricht man von einem solchen Peer-to-Peer Netzwerk.

Eine weitere Host-Architektur nennt man Client-to-Server. Bei diesem Netzwerk gibt es einen oder mehrere Server, die Daten bereitstellen und viele Clients, die die Daten von diesen Servern abrufen. Ein Beispiel für ein solches Netzwerk ist z.B. der Internetuser. Er loggt sich ins Netzwerk seines Providers ein und fordert, über den Browser, Daten vom Server des Providers an. Dies kann eine Internetseite oder bestimmte Dateien sein. Das Client-to-Server Prinzip bietet jedoch noch andere Möglichkeiten der Kommunikation: Client-Push: Hier schickt der Client Daten an den Server, z.B. bei Formulareingaben auf einer Internetseite. Server-Push: Hier schickt der Server unaufgefordert Daten an den Clienten.

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Der Verlauf von Daten über das Internet

Im Internet werden Daten nach einem bestimmten Regeln und Mustern übertragen. Diese Regeln und Muster sind in einem Protokoll, den TCP/IP-Protokoll, festgelegt. Dieses legt fest, in welcher From Daten übertragen werden und welche Wege sie dabei gehen.
Die Form, in der Daten im Internet übertragen werden ist im Grunde ganz einfach zu erklären: Der Sender zertteilt die zu versendenden Daten in kleine Päckchen, die er dann einzeln überträgt. Der Empfänger setzt sie dann wieder zusammen und verarbeitet sie weiter. Das hat den Vorteil, dass mehrere Sender gleichzeitig über die selbe Leitung versenden können.

Dabei durchlaufen die Daten beim Sender ein 4-Schichtenmodell: Die erste Schicht ist die Anwendungsschicht, sie repräsendiert alle Dienste im Internet die über das TCP/IP-Protokoll arbeiten wie z.B. ein Browser. Die zweite Schicht ist die Transportschicht. Hier werden die Daten in Päckchen zerlegt und durchlaufen dann die Internetschicht, wo sie Päckchen für Päckchen von Host zu Host geroutet werden. Die letzte Schicht ist nun noch für die Übertragung im lokalen Netzwerk zuständig. Beim Empfänger durchlaufen nun die Datenpakete die Schichten nur noch rückwärts durch.

Welchen Weg die Daten dabei einschlagen, lässt sich mit dem Begriff IP-Routing erklären. Man kann Daten ohne jegliche Hilfsmittel in einem TCP/IP-Netzwerk übertragen, aber nur, wenn man dabei im selben Sub-Netzwerk bleibt. Um Daten von einem Sub-Netzwerk in ein anderes zu schicken sind Gateways notwendig. Gateways besitzen an jedem Ende einen Router, der praktisch den Gateway mit dem Sub-Netzwerk verknüpft. Sollen nun Datenpakete übertragen werden, werden sie von Router zu Router weitergereicht und somit auf kürzestem Wege übertragen. Dabei spielt es keine Rolle wenn mal eine bestimmte Verbindung unterbrochen oder ausgelastet ist, weil dann einfach eine andere Route gewählt wird.

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