Internet für Anfänger

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[Bearbeiten] Zusammenfassung des Projekts

• Lernziele: Grundlegendes Verständnis für Funktionsweise und Gefahren des Internets

• Notwendige Vorkenntnisse: Den PC hochfahren und Programme starten und benutzen zu können

• Buchpatenschaft/Ansprechperson: Klaus

• Sind Co-Autoren gegenwärtig erwünscht? Wenn ich die detaillierte Gliederung fertig habe, könnt ihr euch gern beteiligen!
• Projektumfang und Abgrenzung zu anderen Wikibooks:

• Themenbeschreibung:

• Aufbau des Buches:

[Bearbeiten] Grundbegriffe

[Bearbeiten] Computernetze

Werden mehrere Computer so miteinander verbunden, dass sie Daten austauschen können, nennt man das ein Computernetz (engl.: Network). Die Computer sind dann „vernetzt“. Die Verbindung kann mit Kupferdraht, mit Glasfaserkabeln, über Funk oder auf anderem Weg realisiert werden. Die „Verteilerkästen“, an denen die Netzwerkkabel von den Computern sternförmig zusammenlaufen, nennt man Hub oder Switch (gesprochen: „Habb“ oder „Switsch“).

Computernetze haben meist einen oder mehrere zentrale Computer, die man als Server bezeichnet. Das Wort „Server“ bedeutet „Diener“ oder „Dienstleister“. Die Server verwalten die gemeinsamen Ressourcen (Speicherplatz, gemeinsame Drucker). Server sind meist ununterbrochen in Betrieb.

Die speziellen Server, welche den Transportweg ermitteln und die Datenströme ans Ziel leiten, nennt man „Gateway“ oder „Router“. Die Router verbinden technologisch gleichwertige Leitungen (z. B. zwei oder mehr Telefonkabel). Ausgesprochen wird das meist als „Ruuter“ (französische Aussprache), seltener „Rauter“ (englisch). Einen Router, der technologisch unterschiedliche Datenleitungen verbindet (z. B. Kabel- mit Satellitenverbindungen), nennt man Gateway.

Einen Computer, welcher die Dienste eines Servers in Anspruch nimmt, nennt man „Client“ (sprich „Kleient“). Wenn Sie „Online gehen“ (eine Verbindung ins Internet aufbauen), bildet Ihr PC zusammen mit dem Server des Providers („Proveider“ = Internetdienstanbieter) für die Dauer der Verbindung ein zeitweiliges Netz. Bei den Providern unterscheidet man

• Access-Provider, die „nur“ den Internetzugang über Wählverbindungen, Breitbandverbindungen (z. B. DSL) und Standleitungen bereitstellen. Für „Normalanwender“ sind sie ohne Bedeutung.
• Host-Provider, welche außerdem noch Speicherplatz, ganze Server oder komplette Rechenzentren samt Internetverbindung vermieten. Der Speicherplatz wird für das eigene E-Mail-Postfach oder für die eigene Homepage gebraucht.

Große Konzerne haben in jeder Niederlassung ein Computernetz. Wenn man die Computernetze der Niederlassungen untereinander verbindet, entsteht ein sogenanntes „Internet“. Inter-Net bedeutet eigentlich „Verbindung zwischen Netzen“.

[Bearbeiten] Das Internets

[Bearbeiten] Die Entstehung

Eigentlich hat die Geschichte des Internets 1957 mit dem Sputnik begonnen. Die USA befürchteten, technologisch überrundet zu werden. Ein ausfallsicheres Informationsnetz für das US-Militär war eines der Projekte, mit dem die technologische Überlegenheit erreicht werden sollte. Für diese Aufgabe wurde 1958 die ARPA (Advanced Research Projects Agency, etwa: Agentur für fortschrittliche Projekte) geschaffen.

Es entstanden erste wissenschaftliche Arbeiten, zum Beispiel 1961 über Datenbündelung und Datenkompression. Erste Datenverbindungen zwischen zwei Rechnern wurden von Militär, Universitäten und Großfirmen getestet.

Wie die Verbindung funktionierte, war damals nicht genormt, jeder Netzwerkhersteller entwickelte unt testete sein eigenes Verfahren. Eins der Netze was das 1969 in Betrieb genommene ARPANET. Anfangs verband es die Computer von vier Universitäten, um die teuren Computer besser auszulasten.

Unter den vielen existierenden Netzwerken war das ARPANET das am schnellsten wachsende. Einer der Gründe für diesen Erfolg ist die Robustheit der Datenübertragung und die Fähigkeit zur „Selbstheilung“ ohne menschlichen Eingriff, auch nach schweren Schäden.

Das Internet unterscheidet sich von anderen Netzen durch

• weltweite Ausdehnung,
• öffentlichen Zugang,
• sehr geringe Störanfälligkeit
• Fehlen eines Eigentümers
• Fehlen einer zentralen Verwaltung

1983 wurde Deutschland angeschlossen, 14 Jahre nach Inbetriebnahme des ARPANET. Insgesamt 20 Jahre dauerte es, bis 1989 mit Australien und Japan die letzten Industrieländer ans Netz kamen. Das von der ARPA auf den Weg gebrachte Internet ist zu einem weltumspannenden Netz herangewachsen.

Das Internet dient als Transportmittel für viele Dienste, unter denen E-Mail, WWW (World Wide Web), Chat, Usenet, Internetradio und Internettelefonie die bekanntesten sind. Die ursprüngliche Bedeutung des Wortes „Internet“ hat sich verändert und bezeichnet heute umgangssprachlich nur noch ein einziges Internet, das weltweite.

[Bearbeiten] Die Verwaltung

Es ist erstaunlich: Das Internet hat weder einen Eigentümer noch eine zentrale Verwaltung. Wie kann das Internet ohne eine zentrale Verwaltung funktionieren?

Die Grundidee hat sich bis heute gehalten: Ob Behörde, Uni oder Internetprovider - jeder der die technischen Möglichkeiten besitzt und die Standleitungen bezahlen kann, darf sich anschließen. Keine Organisation kontrolliert das Internet.

Jeder, der einen Verbesserungsvorschlag hat und genügend Unterstützer findet, kann seine Verbesserung zur Diskussion stellen. Er veröffentlicht seinen Vorschlag als „RFC“ (Request For Comment, deutsch: Kommentare werden erbeten) im Internet. Nach praktischer Erprobung und einer ausreichenden Wartezeit wird die Verbesserung von jedem Interessenten eingeführt – oder auch nicht, wenn es begründete Einwände gibt. Durch allgemeine Akzeptanz wird der Vorschlag zum Quasi-Standard.

Jeder Betreiber eines Internet-Rechenzentrums ist interessiert daran, seine Rechner zu pflegen, alle Protokolle zu beachten und die neuesten Protokolle zu installieren. Warum? Falls sein Computer Störungen verursacht oder unkorrekte Datenpakete verschickt, wird er von den anderen Routern vollautomatisch als defekt registriert und in Zukunft ignoriert. Das war’s dann für den Betreiber mit dem Internetzugang.

[Bearbeiten] Die Finanzierung

Einerseits die Firmen, die einen Webserver aufstellen oder bei ihrem Provider mieten. Andererseits jeder Nutzer, der allmonatlich seine Gebühren an seinen Provider zahlt. Je nach Datenmenge zahlt jeder Provider einen Betrag an den Betreiber des Netzknotens, an den er direkt angeschlossen ist. Nun durchläuft aber jedes Datenpaket etwa ein Dutzend Router vom Sender zum Empfänger. Nur Sender und Empfänger haben einen Nutzen von der Übertragung, die Zwischenstationen nicht. Es wäre viel zu aufwändig, wenn jede Zwischenstation Absender und Empfänger ermitteln würde, um ihnen Rechnungen zu schreiben. Deshalb gilt die Weiterleitung „fremder“ Datenpakete als freundliche, kostenlose Nachbarschaftshilfe. Jeder profitiert davon, dass auch die anderen Betreiber die eigenen Daten weiterleiten.

[Bearbeiten] Weiterführende Links

• http://www.faqs.org/rfcs/rfc1166.html RFC über die Vergabe von Internet-Adressen
• http://de.wikipedia.org/wiki/Request_for_Comments Wikipedia-Artikel über RFC

[Bearbeiten] Verbindungen

Je nach dem größten Abstand zwischen den vernetzten Computern unterscheidet man LAN, MAN und WAN. Wenn die Verbindungen den eigenen Mietbereich oder Besitz nicht verlassen (Wohnung, Geschäft, Firmengelände), handelt es sich um ein „Lokales Computernetz“, englisch „LAN = Local Area Network“. Weil die Entfernungen in einem lokalen Netz relativ klein sind (bis 100 Meter oder wenige Kilometer), kann man hohe Übertragungsraten bei geringen Kosten erzielen: 10 Mbit (= MegaBit) bis 1000 Mbit = 1 Gbit (= Gigabit = eine Milliarde Bit pro Sekunde) ist heute normal. In Großfirmen gibt es Hauptleitungen mit 10 Gbit, die das Rückgrat (backbone) der IT-Infrastruktur bilden.

WLAN steht für Wireless LAN, eine „drahtlose“ Verbindung. Es erspart das Verlegen von Netzwerkkabeln. Die Reichweite des Funksignals kann im Freien 50 bis 100 Meter betragen, in Gebäuden wenige Meter.

MAN steht für Metropolitan Area Network, ein regionales Netwerk. Was Preis und Übertragungsrate betrifft, nimmt es eine Mittelstellung zwischen WAN und LAN ein.

Da öffentliche Telefonleitungen heute in fast jeden Winkel der Welt führen, kann man eine Fernverbindung über jede Telefonleitung herstellen. Es kostet meist weniger als einem Cent pro Minute, allerdings erreicht die Übertragungsrate nur bescheidene 0,052 Mbit. Bei großen Entfernungen spricht man von einem „Weitverbindungsnetz“, englisch „WAN = Wide Area Network“.

Falls man sich eine teurere ISDN-Leitung (digitale Telefonleitung) legen lässt, hat man die Wahl: Entweder man überträgt Daten mit 0,064 Mbit über den einen Kanal und hat den zweiten Kanal für Telefonate frei, oder man bündelt beide Kanäle. Die Übertragungsrate verdoppelt sich auf 0,128 Mbit, der Minutenpreis verdoppelt sich auch. Allerdings ist man telefonisch nicht mehr erreichbar, wenn man die Kanäle bündelt.

In weiten Teilen Deutschlands ist DSL (Digital Subscriber Line) verfügbar: Daten können mit 1, 2, 6 oder neuerdings auch 16 Mbit übertragen werden, bei einem Preis von etwa 20 bis 30 Euro pro Monat. Welche Geschwindigkeit am konkreten Ort verfügbar ist, hängt von der Qualität der Leitung und der Entfernung zum nächsten Verstärker der Telekom ab. Eine Übertragung mit 16 MBit funktioniert maximal bis etwa fünf Kilometer, bei größeren Entfernungen sinkt die Datenübertragungsrate. Daher sind an manchen Standorten die höheren Geschwindigkeiten nicht möglich.

Arcor und andere TK-Anbieter (TK = Tele-Kommunikation) haben in einigen Großstädten begonnen, ein eigenes Leitungsnetz einzugraben, um nicht länger die Leitungen bei der Telekom mieten zu müssen.

Trotzdem gibt es noch immer Gegenden ohne DSL. Die meisten Telefonkabel wurden vor mehreren Jahrzehnten verlegt, als noch niemand an Datenübertragungen dachte. Die Qualität der älteren Kabel reicht nicht aus, um neben der Telefonie größere Datenmengen zu übertragen. Wenn sich die Datenpakete mehrerer Nutzer eine Leitung teilen müssen, reicht die Geschwindigkeit für DSL nicht aus. Andererseits zahlen die meisten Internetnutzer weniger als einen Euro pro Tag für einen DSL-Zugang. Da kommt nicht genug Geld zusammen, um die Straße aufzubaggern und neue Kabel zu verlegen.

In Gegenden ohne DSL gibt es mehrere Möglichkeiten.

• Daten lassen sich „Huckepack“ über Stromleitungen übertragen. Zahlreiche Stadtwerke bieten ihre Starkstromleitungen für Datenübertragungen an. Allerdings sind diese Angebote meist auf Firmenkunden beschränkt.
• Kabel Deutschland und andere Kabelnetzbetreiber können außer dem Fernsehbild und Videotext zusätzliche Daten übertragen.
• Mit dem Übertragungsverfahren „UMTS“ können Daten über das gut ausgebaute Handy-Netz übertragen werden.
• Mit einer Satellitenschüssel ist der Internetzugang fast überall möglich.

[Bearbeiten] Was tun, wenn höhere Übertragungsraten benötigt werden?

Ein einzelnes Paar Kupferdrähte kann 2 MBit/s auf lange Entfernungen übertragen. Das reicht für 64 normale Telefongespräche oder einen DSL-Anschluss. Durch das Bündeln mehrere Drähte kommt die Telekom auf 34 MBit/s. Durch mehrmaliges Zusammenfassung von jeweils vier Kabeln werden 140, 600, 2400 und 9600 MBit/s erreicht. Die Abstufung der Übertragungsraten ist von den Telekommunikationsunternehmen weltweit genormt. Für die höheren Übertragungsraten werden meist Glasfaserkabel und Satellitenverbindungen eingesetzt.

Ob Firma oder Privatperson - jeder Interessent kann einen beliebigen Anteil der Kapazität buchen. Große Firmen lassen sich für ein paar tausend Euro monatlich eine „Standleitung“ von der Telekom schalten, um ihre Niederlassungen zu verbinden. Standleitung bedeutet, dass sie die Leitung nicht mit anderen Internetnutzern teilen müssen. Fremde können die Firmendaten nicht ausspionieren, zudem steht auch in Spitzenzeiten die volle Übertragungskapazität zur Verfügung.

[Bearbeiten] Das Rückgrat des Internets

Einige Dutzend „Knoten“ (Hauptrechenzentren) bilden den Kern des Internets. Die Verbindungen zwischen ihnen heißen Backbone (deutsch: Das Rückgrat). Der größte europäische Knoten ist der „Amsterdam Internet Exchange“, Bezeichnung AMS-IX. Der zweitgrößte ist DE-CIX, der German Commercial Internet Exchange in Frankfurt am Main, der momentan vier Gebäude umfasst. Die Internet-Provider sind mit Standleitungen an die Knoten angeschlossen und teilen sich die Kosten für den Betrieb der Knoten.

[Bearbeiten] Links

• Internet-Backbone
• Internet-Knoten

[Bearbeiten] Die IP-Adresse

Vorhin wurde erwähnt, dass jedes Datenpaket eine Empfänger- und eine Absenderadresse bekommt. Jeder ans Internet angeschlossene Computer muss folglich eine Adresse haben. Was sind das für Adressen, und wie lautet die Adresse Ihres Computers? Die Adresse ist kein Text, sondern eine Zahl – das verwundert wohl keinen. Jede Adresse ist 32 Bit lang. Weil eine Binärzahl aus 32 Einsen und Nullen unübersichtlich ist, gibt es mehrere Schreibweisen:

Beispiel für eine 32 Bit IP-Adresse:

Binär, in Oktette gruppiert:	11000000.10101000.00000000.00000110
Hexadezimal:	C0.A8.00.06
Dezimal:	192.168.0.6

Die Adresse wird also mit Punkten in vier Gruppen unterteilt. Weil jede Gruppe acht Bit umfasst, nennt man sie Oktette. Jede der vier Oktette kann man wahlweise mit Binärzahlen schreiben oder in die hexadezimale oder dezimale Form umwandeln. Die letzte Schreibweise ist die bekannteste, sie heißt Dezimalnotation, genauer: punktierte Dezimalnotation (dotted decimal notation). Jede der vier Dezimalzahlen darf einen Wert zwischen 0 und 255 haben. Der Computer rechnet die Dezimalzahlen in die interne binäre Darstellung um.

Natürlich darf es jede Adresse weltweit nur einmal geben. Die IANA (Internet Assigned Numbers Authority) bzw. das InterNIC (Internet Network Information Center) vergeben die IP-Adressen an nationale Institutionen. Für Deutschland ist das DENIC (DE - Network Information Center) für die nationale Weiterverteilung zuständig. Die deutschen Internetprovider kaufen bei der DENIC ein Nummernkontingent zwecks Verteilung an ihre Kunden. Jeder Provider betreibt einen „DHCP Server“, der seinen Nummernvorrat verwaltet. Wenn Sie sich ins Internet einwählen wollen, sendet Ihr PC eine Anforderung an den DHCP-Server des Providers und erhält für die Dauer der Verbindung eine zeitweilige IP-Adresse aus diesem Nummernvorrat zugeteilt. Sobald Sie die Internetverbindung trennen, wird die IP-Adresse wieder frei und kann dem nächsten PC zugeteilt werden.

Warum ist die Nummernvergabe so kompliziert? Wäre es nicht einfacher, wenn jeder PC eine dauerhafte Adresse bekommen könnte? Leider geht das nicht mehr, oder noch nicht. Als 1969 das TCP/IP-Protokoll eingeführt wurde, hatten die Entwickler 32 Bit für die Adresse vorgesehen. Mit einer 32-Bit-Adresse sind 2 hoch 32 Adressen möglich, das sind etwas mehr als vier Milliarden Adressen. Das ist nicht wenig. Allerdings hatten die Entwickler den rasanten Aufschwung des Internets nicht vorhergesehen. Diese „Kurzsichtigkeit“ sollte man ihnen nicht vorwerfen. 1943 soll Thomas Watson, Präsident von IBM, geäußert haben: "Ich glaube, es gibt einen Weltmarkt für vielleicht fünf Computer." 1977 sagte der Präsident und Gründer der Computerfirma DEC, „Es gibt keinen Grund, warum jemand einen Computer zu Hause haben wollte.“

Deshalb wurden in der Anfangszeit des Internet große Nummernkontingente großzügig an Firmen verteilt. Heute können diese Adressen aus rechtlichen und technischen Gründen nicht zurückgefordert werden. Die verbliebenen IP-Adressen reichen heute nicht mehr für alle Benutzer aus, deshalb werden die Adressen an die meisten Anwender nur noch dynamisch (= zeitweilig), für die Dauer der Internetverbindung vergeben.

Die gegenwärtige Version des IP-Protokolls ist die vierte. Die Entwickler haben vor einigen Jahren einen neuen Standard (IP Version 6) entwickelt, um in Zukunft genügend Adressen zur Verfügung zu haben. Diesmal wollten sie sich nicht vorwerfen lassen, allzu kurzfristig gedacht zu haben. Nach dem Motto „Klotzen statt kleckern“ haben sie die Adresslänge von 32 auf 128 Bit vergrößert. Ein durchschnittliches Datenpaket wird durch die längeren Adressen um etwa 3% länger. Vielleicht denken Sie jetzt, „128 Bit ist ja nur das vierfache“. Stimmt nicht. 2 hoch 128 ergibt mehr als 300.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 mögliche Adressen. Zum Vergleich: Die Anzahl der Sterne der Milchstraße wird auf 300.000.000.000 geschätzt, also 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Adressen pro Sternensystem. Ein anderer Vergleich: das entspricht 600.000.000.000.000.000 Adressen pro Quadratmillimeter Erdoberfläche. Das wird reichen, damit Ihr Kühlschrank, Ihre Heizkörper, die Fensterläden, die Lampen und jedes Handy endlich eine eigene Adresse bekommen können. Ein wichtiger Vorteil der neuen Adressen ist der Regionalcode. Den gegenwärtig verwendeten Adressen kann man nicht ansehen, in welchem Teil der Welt der PC steht. Dadurch passiert es ständig, dass Datenpakete von Leipzig nach Dresden über die USA oder Australien geschickt werden. Die Version 6 ermöglicht es, Daten regional zu versenden.

Einige „IPv6-Inseln“ gibt es schon in Forschungszentren und Großkonzernen. Um die modernen IPv6-Datenpakete von einer Insel zur anderen zu verschicken, werden sie eingepackt, über das „alte“ Internet verschickt und am Ziel wieder ausgepackt.

Wann wird IP-V6 flächendeckend eingeführt? Die Einführung läuft schon. Für eine flächendeckende Einführung müssen allerdings zehntausende Internet-Router umgestellt werden. Deren Besitzer müssen bereit sein, für diese Umstellung Geld bereitzustellen. Das wird noch Jahre dauern.

Auch die Betriebssysteme müssen angepasst werden, um mit den neuen Adressen zurechtkommen. Windows XP und Nachfolger beherrschen IPV6. Windows 2000 kann mit einem Update auf IPv6 vorbereitet werden. Für das zehn Jahre alte Windows 98 wird es kein Update geben. Das ist ein Problem, weil viele PCs in ärmeren Ländern derart leistungsschwach sind, dass die Installation moderner Betriebssysteme nicht möglich ist. Die weltweite Umstellung wird sich wohl noch lange hinziehen.

Wollen Sie wissen, welche IP-Adresse Ihr PC jetzt hat? Es gibt mehrere Möglichkeiten:

• DOS-Fenster öffnen, Ipconfig eintippen und Enter.
• Während Sie im Internet sind: Die Seite www.whatismyip.de aufrufen
• Über Menü:

[Bearbeiten] Kommunikationsprotokolle

Die Menge von Regeln, mit denen eine Kommunikation erfolgreich durchgeführt werden kann, nennt man ein Kommunikationsprotokoll. Für ein ganz gewöhnliches Telefongespräch sieht das (stark vereinfachte) Protokoll so aus:

• Hörer abheben
• Wenn kein Freizeichen zu hören ist, auflegen und später noch einmal versuchen
• Nummer wählen
• Wenn besetzt ist, auflegen und später noch einmal versuchen
• Wenn Rufzeichen ertönt, warten
• Wenn nach einigen Rufzeichen keine Verbindung zustande kommt, auflegen und später noch einmal versuchen
• Wenn der Hörer der Gegenseite abgehoben wird, den eigenen Namen nennen.
• Den Namen des Gesprächspartners kontrollieren, wenn er ihn nennt. Wenn es der falsche Gesprächspartner ist, „Entschuldigung – falsch verbunden“ sagen, auflegen und später noch einmal versuchen
• Die Kommunikation durchführen
• Das Ende der Kommunikation ankündigen („Auf Wiederhören“ sagen)
• Bestätigung des Endes der Kommunikation abwarten
• Hörer auflegen

Wir haben das Telefonieren in der Kindheit gelernt, wie das Schwimmen, Fahrrad fahren und Schreiben. Nach Jahren der Übung fällt es uns leicht, und wir beherrschen jede Menge Modifikationen. Ist Ihnen übrigens aufgefallen, wie viele Regeln für die Vorbereitung einer Kommunikation nötig sind? Dabei sind diese Regeln noch längst nicht vollständig. Drei Beispiele:

• Wenn der um 21 Uhr Angerufene den Hörer nicht abnimmt, sollte ich es dann zehn Stunden lang jede Viertelstunde erneut versuchen?
• Wenn besetzt ist, soll ich den nächsten Versuch nach wieviel Minuten unternehmen, und wie oft?
• Wenn „nach einigen Rufzeichen“ keiner rangeht? Wie oft soll ich es klingeln lassen? Wenn ich eine Familie mit Baby anrufe, vielleicht höchstens dreimal, um das Baby nicht zu wecken? Wenn ich jemanden anrufe, der schlecht hört oder schlecht zu Fuß ist, zehn oder zwanzig mal?

Unter anderem muss geregelt werden, was zu tun ist,

• wenn die Verbindung schlechte Qualität hat?
• wenn die Verbindung durch eine technische Störung unterbrochen wird?
• wenn einer der Gesprächspartner eine Pause braucht? Den Hörer auflegen oder nicht?

Sie sehen, selbst für „einfache“ Abläufe ist vieles zu bedenken. Wenn Computer kommunizieren sollen, muss jede Einzelheit vorab mit äußerster Präzision festgelegt werden, damit die Computer die Verbindung selbständig herstellen und aufrechterhalten können. In den vergangenen 50 Jahren haben viele verschiedene Ingenieure viele verschiedene Protokolle entworfen, praktisch getestet und verbessert.

Für das WWW, E-Mail usw. sind das „Internet Protocol“ (IP) und das „Transmission Control Protocol“ (TCP) die Basisprotokolle. Zusammen mit etwa 500 weiteren Protokollen bilden sie die sogenannte TCP/IP Protokollfamilie.

[Bearbeiten] Die Basisprotokolle

[Bearbeiten] Das IP-Protokoll

Das IP-Protokoll ist für den Datentransport zuständig. Wie läuft das im Internet ab? Die zu versendenden Daten werden in gleich große Portionen zerhackt und fortlaufend nummeriert. Jedes Datenpaket wird „verpackt“, mit Absender- und Empfängeradresse, einer fortlaufende Nummer und einem Prüfsiegel (Kontrollsumme) versehen und auf die „Datenautobahn“ geschickt. Verteilautomaten, sogenannte Router, tauschen ständig untereinander Informationen über die besten Wege zum Ziel (die Routen) aus und lenken das Datenpaket ans Ziel. Wenn ein Datenweg überlastet oder gestört ist, suchen die Router automatisch einen Alternativweg. Die meisten Datenpakete durchlaufen durchschnittlich ein Dutzend Router.

[Bearbeiten] Das TCP-Protokoll

Das TCP-Protokoll ist für die Qualitätskontrolle zuständig. Man könnte sagen, die Pakete werden als „Einschreiben mit Rückschein“ versandt. Bei dem Massenversand kommt es vor, dass Datenpakete beschädigt werden oder sogar verloren gehen. Zudem treffen die Pakete oft in einer anderen Reihenfolge ein, als sie abgeschickt worden sind. Das ist unvermeidlich. Wird beispielsweise ein Datenpaket über einen 36.000 km hoch schwebenden Satelliten von Deutschland in die USA geschickt, ist es 0,2 Sekunden länger unterwegs als über ein 8000 km langes Unterseekabel. Zu weiteren Verzögerungen kommt es, weil die Pakete unterschiedlich viele Router durchlaufen, die verschiedene Auslastung haben. Wenn ein Router sein Datenpaket nicht abschicken kann, weil die Verbindung gestört ist oder der Ziel-Router überlastet ist, sendet der Router Testpakete aus, um einen anderen, verkehrs- und störungsarmen Weg zu finden. Die weiteren Pakete gelangen auf einem neuen Weg ans Ziel.

Es ist Aufgabe des TCP-Protokolls, die Datenpakete in die richtige Reihenfolge zu bringen sowie verlorene oder beschädigte Daten erneut anzufordern.

Jedes Datenpaket als „Einschreibsendung“ zu verschicken und auf den „Rückschein“ zu warten ist zeitaufwendig. Es gibt es das schnellere UDP-Protokoll für „nicht-eingeschriebene“ Sendungen. Das versendende Programm muss auf andere Weise kontrollieren, ob die Daten angekommen sind. Sie können sich einen Versand ohne Quittung nicht vorstellen? Nun, Firmen versenden Rechnungen nicht per Einschreiben. Erfahrungsgemäß zahlen fast alle Kunden zuverlässig. Nur wenn nach einer angemessenen Zeit kein Zahlungseingang festzustellen ist, wird der Kunde gemahnt: Erst mit weiteren nicht-eingeschriebenen Briefen, dann mit einem Einschreibbrief, zuletzt durch einen persönlichen Besuch des Gerichtsvollziehers.

[Bearbeiten] DNS und URL

Sie wissen nun, dass man jeden Computer erreichen kann, indem man seine IP-Adresse eintippt. Allerdings wäre es (für Menschen) höchst unbequem, eine E-Mail an 126.217.11.231 zu schicken. Deshalb gibt es im Internet eine Datenbank, in der den IP-Adressen einprägsame Namen zugeordnet werden.

Die Gesamtheit dieser Datenbankserver heißt "Domain Name System, abgekürzt DNS. Wenn Sie in Ihrem Browser "www.google.de" eintippen, schickt Ihr PC eine Anfrage an den nächstgelegenen DNS-Server: "Kennst du "www.google.de"? Der DNS-Server schickt umgehend eine Antwort "74.125.39.103". Das funktioniert ähnlich wie die Telefonauskunft.

Ein einzelner Server könnte die ungeheure Zahl von Anfragen nicht bewältigen. Deshalb gibt es tausende Server mit der Kopie der Datenbank.

Probieren Sie mal: Klicken Sie auf Start - Programme - Zubehör - Eingabeaufforderung. Es öffnet sich ein schwarzes Fenster. Tippen Sie den Befehl ping www.google.de ein und drücken Sie Enter. Der Befehl schickt vier Datenpakete an den Google-Server, um die Verbindung zu testen. In den Antworten sehen Sie die IP-Adresse von Google.

Was Sie in die Adresszeile des Browsers eintippen, heißt in der Fachsprache „URL“. Das ist die Abkürzung von „Uniform Ressource Locator“. Eine passende deutsche Bezeichnung dafür ist „Webadresse“, wie z. B. die Adresse des Software-Portals von IBM: http://www-01.ibm.com/software/de/

Eine URL besteht aus mehreren Namen (dem Namen der Webseite und den Namen von deren Unterseiten), die durch Punkte getrennt sind.

1978 wurde im RFC1035 vereinbart:

• Webadressen dürfen maximal 255 Byte lang sein
• Jeder Namensbestandteil darf maximal 63 Zeichen lang sein.

Warum wurde die Länge einer URL begrenzt?

Im Jahr 1979 kostete ein Byte RAM sechs Pfennig, der Speicherplatz für 255 Zeichen kostete 15 DM. Der Preis verringerte sich schnell. 1989 kosteten 255 Byte RAM noch zwei Pfennig, heute nur noch 0,00075 Cent. Bei den heutigen Preisen gibt es keinen Grund mehr, Speicher zu sparen. Andererseits haben die meisten Internetnutzer keine Ahnung, dass es Begrenzungen gibt, und erfinden ungehemmt immer längere Dateinamen. Ein Beispiele: Die folgende Adresse

http://de.wikibooks.org/wiki/Elementarwissen_medizinische_Psychologie_und_medizinische_Soziologie

Elementarwissen_medizinische_Psychologie_und_medizinische_Soziologie ist 68 Zeichen lang – nach der Vereinbarung von 1978 ist das zu viel.

Deshalb werden Betriebssysteme, Browser und Webserver schrittweise umprogrammiert. Neue Programmversionen ermöglichen längere Namen. Welche Länge erlaubt ist, scheint von Lust und Laune der Programmierer abzuhängen. Die Länge variiert von Webserver zu Webserver, Browser zu Browser, Betriebssystem zu Betriebssystem. Viele Router und Server unterstützen 8000 Byte und mehr. Manchmal werden 2000 oder 500 Zeichen genannt. Auch der DSL-Router kann Probleme mit langen Adressen haben. Weil Ihre Datenpakete über viele unterschiedliche Router laufen und Sie nicht wissen können, ob jeder auf dem neuesten Stand ist, wird empfohlen, eine Länge von 255 bzw. 63 Zeichen möglichst nicht zu überschreiten.

[Bearbeiten] Die Portadressen

Die IP-Adresse ist gewissermaßen die „Hausnummer“ ihres PCs. Wie in einem Wohnhaus muss die Post aber auf die Familien aufgeteilt werden. Auch innerhalb der Familie wird weiter aufgeteilt. Wenn auf dem Brief ein Vorname steht, ist er einfach zuzustellen. Wenn nicht, gibt es ungeschriebene Regeln: Wenn „Rechnung“ drauf steht oder als Absender das Finanzamt angegeben ist, geht der Brief an den Familienvorstand. Die Baumarktwerbung geht wahrscheinlich an den Mann und die Werbung für Kosmetika vermutlich an die Frau. Wenn es unklar ist, müssen die Familienmitglieder reihum gefragt werden. Im Betriebssystem des PC geht es ähnlich zu. Ihre Aktivitäten im Internet werden durch sogenannte „Services“ organisiert, von denen jeder seine Kennnummer hat, die als „Portnummer“ bezeichnet wird.

Beispielsweise benutzt das SMTP-Protokoll (Simple Mail Transfer Protocol, das „einfache Postversandprotokoll“) den Port 25, um E-Mails zu versenden. Der Empfang von E-Mails wird über das POP3-Protokoll (Post Office Protocol 3) abgewickelt, welches Port 110 benutzt.

Der Browser (Internet Explorer, Mozilla Firefox o.ä.) wird vom http-Service bedient, der die Portnummer 80 benutzt. Kommt ein Datenpaket mit Portnummer 80 an, wird es zum Browser geleitet. Wenn Sie eine verschlüsselte Webseite ansteuern (zum Beispiel beim Homebanking), wechselt der Browser auf Port 443. Downloads werden über das FTP-Protokoll (File Transfer Protocol) mit Port 21 abgewickelt.

Durch diese Zuordnung ist es dem Betriebssystem möglich, jedes ankommende Datenpaket entsprechend der enthaltenen Portnummer an ein dazu passendes Programm weiterzuleiten, ohne vorher jedes Teilprogramm zu fragen, ob es dieses Datenpaket haben will. Das macht es beispielsweise möglich, gleichzeitig mehrere Internetverbindungen zu unterhalten: Während Downloads und E-Mail-Versand stattfinden, können Sie gleichzeitig weiterzusurfen.

Die Portnummer ist eine Zahl zwischen 1 und 65.535. Die ersten 1023 Portnummern werden als Well Known Ports (die gut bekannten Ports, gewissermaßen die amtlichen Portnummern) bezeichnet. Ein Programmierer, der ein Internetprogramm schreibt, kann sich eine Portnummer für sein Programm reservieren lassen. Unter www.iana.org finden Sie diese Liste (noch einfacher ist es, wenn Sie eine Suchmaschine nach „well known ports“ suchen lassen). Sie werden erstaunt sein, wie viele Aktivitäten es im Internet gibt, von denen Sie bisher nichts wussten!

Port	Typ	Erläuterung
21	FTP	Download
25	SMTP	E-Mail-Versand
80	HTTP	Browser
110	POP3	E-Mail-Empfang
123	NTP	Zeitsynchronisation
143	IMAP	Verwaltung von Mailboxen
135 - 139	RPC	Remote-Dienste (Fernsteuerung)
443	HTTPS	Browser, verschlüsselt
1214	Kazaa	Tauschbörse
1755		Windows Media Player
1863	MSN	Messenger
3389	RDP Remote Desktop	PC-Fernbedienung
4661 - 4672	Mule	Tauschbörse
5050	Yahoo	Messenger
6881 - 6889	BitTorrent	Tauschbörse

Einige Ports werden intern vom Betriebssystem genutzt und sind standardmäßig immer „offen“, d.h. „empfangsbereit“. Die Programmierer von Schadprogrammen wissen das natürlich und versuchen, eine Sicherheitslücke zu finden, die ihnen ermöglicht, durch diese Ports einzudringen. Jeder Port kann missbraucht werden. Hier ist eine unvollständige Liste von Schadprogrammen, die über den Port 80 versuchen einzudringen:

AckCmd, Back End, Back Orifice 2k Plug-Ins, Cafeini, CGI Backdoor, Executor, God Message, God Message Creator, Hooker, IISworm, MTX, NCX, Reverse WWW Tunnel Backdoor, RingZero, Seeker, WAN Remote, Web Server CT, WebDownloader, Xeory, Zombam, W32.Yaha, Ketch, Mydoom, W32.Welchia, W32.HLLW.Doomjuice, W32.HLLW.Heycheck, W32.Gaobot, W32.HLLW.Polybot, W32.Beagle, W32.Spybot, Mindos, Hexem, Eaghouse, Tabela, W32.Ifbo, W32.Pinkton, W32.Tdiserv, W32.Bobax, W32.Theals, Banito, W32.Lile, Darkmoon, Bifrose, Lodear, Civcat, Muquest, W32.Feebs, Bebshell, Hesive u.v.a.

Leider kann man diesen Port nicht „zusperren”, denn er ist für das Surfen unverzichtbar.

[Bearbeiten] Wie wird der PC an das Internet angeschlossen?

In der Anfangszeit des Internet gab es nur eine Möglichkeit: Über die Telefonleitung. Die digitalen Nullen und Einsen wurden von einem „Modulator“ in verschiedene Pieptöne umgewandelt und an der Gegenstelle mit einem „Demodulator“ zurückverwandelt. Das klang so ähnlich, wie wenn ihnen jemand versehentlich ein Fax an den Telefonanschluss schickt.

Anfangs benutzte man so genannte „Akustikkoppler“. Das ist ein schallgedämpftes Kästchen mit Mikrofon und Mini-Lautsprecher, in das man den Telefonhörer hineinlegt. Anfangs erreichte man nur 75 Bit/s (= 0,000075 Mbit/s), die letzten Modelle schafften bescheidene 1200 Bit/s, ein achthundertstel der langsamsten heute verfügbaren DSL-Leitung.

Später wurden Modulator und Demodulator zu einem Gerät zusammengefasst, das als „Modem“ bezeichnet wird. Einen Anschluss des Modems steckte man in den Fax-Anschluss der Telefondose, dadurch konnte auf den aufwendigen, störanfälligen Akustikkoppler verzichtet werden. Der andere Anschluss wurde mit dem seriellen Anschluss des Computers verbunden. 56 kBit Übertragungsrate sind damit theoretisch möglich, praktisch sind es meist nur 30 kBit erreichbar, bei schlechten Leitungen noch weniger. E-Mail abrufen mit dieser Geschwindigkeit ist akzeptabel, Surfen ist etwas nervenaufreibend. Ein großer Nachteil: Solange der Computer mit dem Internet verbunden ist, ist man nicht erreichbar, weil die Telefonleitung besetzt ist. Der Vorteil: Es kostet weder Installations- noch Grundgebühr, und es funktioniert weltweit an jeder Telefondose. In Notebooks gehört ein Modem zur Grundausstattung, und für einen stationären PC kann man ein externes Modem kaufen und an die seriellen Anschluss anstecken.

Wer einen ISDN-Anschluss hat, kann sich ein ISDN-Modem kaufen oder einbauen (eingebaut heißt es „ISDN-Karte“), Damit sind stabile 64 kBit möglich und es kann gleichzeitig über den zweiten Kanal telefoniert werden. Man kann auch beide Kanäle zusammenschalten und erreicht damit 128 kBit (bei doppelten Minutenkosten).

Die schnelle Entwicklung der Digitaltechnik eröffnete neue Möglichkeiten. Mit einer hochwertigeren Hardware kann eine vorhandene Kupferleitung mehrfach genutzt werden. Diese Technik heißt „DSL“. Das digitale Signal wird zusätzlich zu einem traditionellen Nutzsignal (Telefon oder Fernsehen) eingespeist und kann über die Telefonleitung, über das Fernsehkabel oder über eine Satellitenschüssel ins Haus kommen. Ein sogenannter „Splitter“ trennt das ankommende Telefon- bzw. Fernsehsignal von den Datenbits (Internetsignalen).

Ein Modem bereitet die vom Splitter kommenden Signale für den Computer auf. Vom Modem führt ein Netzwerkkabel zur Netzwerkkarte Ihres Computers. Wenn Ihr DSL über die Telefonleitung kommt, ist der Splitter fast ausnahmslos ein separates Gerät. Wenn Arcor oder der Kabelfernsehbetreiber die DSL-Verbindung bereitstellt, sind Splitter und Modem meist in einem Gerät vereint.

Beachten Sie beim Anschließen: Damit die maximal mögliche Geschwindigkeit erreicht wird, sollte die Verbindung von der Telefondose zum Splitter und vom Splitter zum Modem oder Router kurz sein. Das Netzwerkkabel vom Modem oder Router zum PC darf lang sein, bis zu 100 Meter.

[Bearbeiten] DSL-Router oder Modem?

Das Modem kann direkt an den Netzwerkanschluss des PC angeschlossen werden, es kann aber auch ein DSL-Router dazwischen gesteckt werden. Ein Router ist ein Gerät,

• welches mehrere PC miteinander verbindet
• alle PCs gleichzeitig mit dem Internet verbindet
• Ihre PCs vor dem Internet versteckt und sie dadurch schützt

Wenn Sie mehrere PC mit dem Internet verbinden wollen, brauchen sie entweder mehrere Leitungen mit mehreren Verträgen, oder Sie nutzen eine einzelne Leitung mit Hilfe eines DSL-Routers mehrfach aus.

Wenn Sie nur einen einzigen PC mit dem Internet verbinden wollen, können Sie das mit oder ohne Router tun.

Was sind die Vorteile und Besonderheiten eines Routers?

1. Sie brauchen Ihre Zugangsdaten nicht in jeden PC einzeln einzugeben, sondern nur einmalig in den Router. Zukünftig brauchen Sie sich nicht mehr um die Herstellung der Internetverbindung kümmern. Der Router baut die Verbindung bei Bedarf automatisch auf und holt sich die „offizielle“ IP-Adresse vom DHCP-Server des Providers.
2. Nach einer einstellbaren Zeit trennt der Router die Verbindung. Es kann weder Ihnen noch Ihren Kindern passieren, dass Sie nach Benutzung vergessen, die Verbindung zu trennen. Die Verbindung kann sogar automatisch getrennt werden, wenn Sie beim Surfen eine längere Pausen machen. Wenn Sie keine Flatrate haben, sondern einen zeitabhängigen Tarif, erspart Ihnen das Kosten.
3. Jeder Ihrer PCs bekommt eine lokale, „interne“ IP-Adresse zugewiesen. Mit diesen Adressen können die PCs untereinander Daten austauschen und Drucker gemeinsam benutzen.
4. Wenn einer der PCs ein Datenpaket ins Internet sendet, setzt der Router die vom Provider zugewiesene offizielle Adresse anstelle der internen IP-Adresse als Absender ein und merkt sich, an welche Server Ihre Datenpakete gerichtet sind. Nur von diesen Servern wird er später die Antwortpakete akzeptieren. Unangeforderte Datenpakete werden nicht angenommen.
5. Die ankommenden Datenpakete sind an den Router adressiert, nicht an Ihren PC (ist ja logisch, denn der Router hat vor dem Versand seine eigene Adresse als Absender eingesetzt). Nun schaut der DSL-Router in seinen Tabellen nach und leitet die Daten an den richtigen PC weiter. Dieses clevere Verfahren heißt NAT (Network Address Translation).
6. Nur der DSL-Router kennt die internen Adressen ihrer PCs. Da er diese vor dem Versand der Datenpakete stets austauscht, dringen sie nicht nach außen. Somit sind Ihre PCs, vom Internet aus gesehen, unsichtbar, und daher nicht direkt angreifbar.

Viele Anbieter bauen Modem und Router in ein gemeinsames Gehäuse, ein Beispiel dafür ist die weit verbreitete „Fritz!Box“. Wie können Sie feststellen, ob Sie einen DSL-Router oder nur ein DSL-Modem haben? Ganz einfach: Wenn Sie an Ihr Gerät mehrere PCs anschließen könnten, ist es ein Router, sonst nur ein Modem. Wenn Sie einen DSL-Anschluss neu bestellen, wird als Grundausstattung stets ein Splitter und ein Modem mitgeliefert.

Wenn Sie einen DSL-Router zwischen Modem und PC schalten, haben Sie zwei Vorteile:

• An den DSL-Router können Sie mehrere PCs anstecken, welche sich die Internetverbindung teilen.
• Ein Router funktioniert gleichzeitig als einfache, aber zuverlässige Firewall für Eindringlinge. Er versteckt Ihre(n) PC vor dem Internet, jahrelang, ohne ein alljährliches kostenpflichtiges Update.

Sie können also auf eine Software-Firewall verzichten und benötigen nur ein Antivirenprogramm. Meist hat man die Möglichkeit, beim Abschluss eines DSL-Vertrages gegen einen Aufpreis von etwa 30 Euro einen Router zu erhalten. Bestellen Sie ihn unbedingt! Sie können einen Router natürlich auch nachträglich kaufen, er sollte in Standardausführung nicht mehr als 50 € kosten.

Vergleich:

20 € Preisunterschied Norton Internet Security zu Norton Antivirus (jährlich)

40 € Einmalige Anschaffung eines DSL-Routers

Für Firmen gibt es hochentwickelte Router mit Spezialfunktionen, die durchaus tausend Euro kosten können. Mit einer „intelligenten“ Firewall, Spamfilter, Webblocker und anderen Zusatzfunktionen kann die Sicherheit erhöht werden. Für jede Benutzergruppe können Einschränkungen festgelegt werden, z. B. Sperren von eBay, Hacker- und Pornoseiten.

[Bearbeiten] Draht oder WLAN?

DSL kann maximal 16 Mbit/s liefern, WLAN überträgt theoretisch 54 Mbit/s. WLAN ist also schnell genug. Allerdings sinkt die Übertragungsrate auf einen Bruchteil der theoretischen Leistung, wenn die Entfernung zwischen Sender und Empfänger größer ist oder wenn eine Wand dazwischen ist. Wände, die Metall enthalten (Leichtbau, Stahlbeton) und Geschossdecken sind besonders problematisch. Manchmal hilft es, an Sender und/oder Empfänger die Antennen durch bessere zu ersetzen.

Falls Sie einen stationären PC anschließen, sollten Sie vorzugsweise ein Netzwerkkabel verlegen. Das hat Vorteile:

• zuverlässige Verbindung mit konstanter hoher Übertragungsrate
• kein Elektrosmog
• Die Verbindung ist sicher vor Hackern und neugierigen Nachbarn.

[Bearbeiten] Kosten

Monatliche Kosten für ein 2 MBit Leitung Flatrate:

1998	Standleitung	4000 DM[1]
1999	Standleitung	2000 DM[2]
2009	DSL Flat	20 €

1999 Üblicherweise erfolgt der Internetzugang über Modem mit 0,014 MBit/s zu einem Preis von 3 bis 10 Pfennig/Minute.

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1. ↑ Kosten einer Standleitung 1998: http://www.uni-koeln.de/rrzk/kompass/70/wmwork/www/k70_11.html
2. ↑ Kosten einer Standleitung 1999: ChannelPartner 33-34/09, S. 22