Wie funktioniert das Internet?

Inhaltsverzeichnis:

Was ist das Internet genau?
Daten können viele Wege gehen
IP-Adressen, DNS, TCP / IP, HTTP und weitere Details

Wie funktioniert das Internet? - Blog 2023

Alle reden über das Internet und ob und 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 verfügen wahrscheinlich über ein eigenes "lokales Netzwerk" zu Hause, und es besteht aus allen an Ihren Router angeschlossenen Geräten, die mit dem Internet verbunden sind. Das Wort "Internet" bezieht sich auf ein weltweites System von "miteinander verbundenen Computernetzwerken".

Das Internet ist eigentlich alles - eine große Anzahl von Computernetzwerken auf der ganzen Welt, die miteinander verbunden sind. Natürlich gibt es eine Menge physischer Hardware - von den Kabeln unter Ihren Stadtstraßen über die massiven Kabel auf den Meeresböden bis zu Satelliten im Orbit um den Planeten -, die diese Kommunikation ermöglichen. Im Hintergrund ist auch eine Menge Software im Einsatz, mit der Sie eine Website-Adresse wie "google.com" eingeben und Ihren Computer so einrichten können, dass Informationen auf schnellstem Weg an den physischen Ort gesendet werden, an dem sich diese Website befindet.

Selbst wenn Sie sich nur mit einer einzelnen Website verbinden, ist noch viel mehr los. Ihr Computer kann keine Informationen oder "Datenpakete" direkt an den Computer senden, auf dem die Website gehostet wird. Stattdessen leitet es ein Paket an Ihren Heimrouter mit Informationen darüber, wohin es geht und wo der Webserver antworten soll. Ihr Router sendet sie dann an die Router Ihres Internet-Service-Providers (Comcast, Time Warner oder wer auch immer Sie verwenden), wo er an einen anderen Router bei einem anderen Internet-Service-Provider gesendet wird, usw., bis er sein Ziel erreicht. Alle Pakete, die vom Remote-Server an Ihr System zurückgesendet werden, gehen in die umgekehrte Richtung.

Um eine unvollständige Analogie zu verwenden, ist es ein bisschen wie das Senden eines Briefes in der Mail. Ihr Postbeamter vor Ort kann den Brief nicht einfach nehmen und direkt quer durch das Land oder den Kontinent zur Zieladresse bringen. Stattdessen wird der Brief an Ihr lokales Postamt weitergeleitet, wo er an ein anderes Postamt und dann an ein anderes Postamt gesendet wird, bis er am Zielort ankommt. Es dauert länger, bis ein Brief auf die andere Seite der Welt kommt als auf die andere Seite des Landes, weil er mehr Zwischenstopps machen muss. Dies gilt im Allgemeinen auch für das Internet. Es dauert etwas länger, bis Pakete längere Entfernungen mit mehr Transfers oder "Hops", wie sie genannt werden, zurücklegen.

Anders als bei physischer E-Mail ist das Senden von Datenpaketen immer noch sehr aber schnell, und es passiert viele Male pro Sekunde. Jedes Paket ist sehr klein, und eine große Anzahl von Paketen wird bei der Kommunikation von Computern hin und her gesendet - selbst wenn eines nur eine Website von einer anderen lädt. Die Reisezeit eines Pakets wird in Millisekunden gemessen.

Daten können viele Wege gehen

Dieses Netzwerk von Netzwerken ist etwas interessanter und komplexer, als es den Anschein hat. Da all diese Netzwerke miteinander verbunden sind, gibt es nicht nur einen einzigen Pfad für Daten. Da Netzwerke mit mehreren anderen Netzwerken verbunden sind, gibt es eine ganze Reihe von Verbindungen, die sich rund um den Globus erstrecken. Dies bedeutet, dass diese Pakete (kleine Datenstücke, die zwischen Geräten gesendet werden) mehrere Pfade verwenden können, um dorthin zu gelangen, wo sie sich befinden.

Mit anderen Worten, auch wenn ein Netzwerk zwischen Ihnen und einer Website ausfällt, gibt es normalerweise einen anderen Pfad, den die Daten annehmen können. Die Router entlang des Pfads verwenden ein sogenanntes Border Gateway Protocol (BGP), um Informationen darüber zu kommunizieren, ob ein Netzwerk ausgefallen ist, und den optimalen Pfad für die Daten.

Das Erstellen dieses miteinander verbundenen Netzwerks (oder Internet) ist nicht so einfach wie das Einfügen eines Netzwerks in ein benachbartes Netzwerk. Netzwerke sind auf viele verschiedene Arten auf verschiedenen Wegen miteinander verbunden. Die auf diesen Routern laufende Software (so benannt, weil sie den Datenverkehr über das Netzwerk leiten) sucht immer nach den optimalen Pfaden für die Daten.

Sie können den Pfad Ihrer Pakete zu einer Zieladresse tatsächlich mit dem Befehl traceroute anzeigen, der den Routern auf dem Pfad mitteilt, den das Paket zurückmelden soll.

In der Abbildung unten haben wir beispielsweise die Route von einer Comcast-Internetverbindung in Eugene, Oregon, zu howtogeek.com zurückverfolgt. Die Pakete reisten zu unserem Router durch das Comcast-Netzwerk nördlich nach Seattle, bevor sie über Chicago, New York und Newark an ein Backbone-Netzwerk von Tata Communications (as6453.net) weitergeleitet wurden, bevor sie zu einem Linode-Rechenzentrum in Newark, New Jersey, gelangten wo die Website gehostet wird.

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

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

Dies ist zumindest ein Überblick über die Funktionsweise des Internets. Es gibt viele kleine Themen, die für das Internet, das wir alle verwenden, wichtig sind und über das Sie sich ausführlicher informieren können.

Beispielsweise hat jedes Gerät in einem Netzwerk 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", also ist eine IP-Adresse eine "Internet Protocol-Adresse".Dies sind die Adressen, die Geräte im Netzwerk verwenden und sprechen.

Menschen verwenden menschenlesbare Domainnamen wie howtogeek.com und google.com, die einprägsamer und verständlicher sind als eine Reihe von Zahlen. Wenn Sie jedoch Domänennamen wie diese verwenden, kontaktiert Ihr Computer den DNS-Server (Domain Name System) und fragt nach der numerischen IP-Adresse für diese Domäne. Betrachten Sie es als ein großes öffentliches Adressbuch für Telefonnummern. Firmen und Einzelpersonen, die Domainnamen wünschen, müssen für die Registrierung zahlen. Sie verwenden wahrscheinlich den DNS-Dienst Ihres Internetdienstanbieters. Sie können jedoch auch einen anderen DNS-Server wie Google Public DNS oder OpenDNS verwenden.

All dies beruht auf verschiedenen Schichten von "Protokollen", die Geräte zur Kommunikation verwenden, selbst wenn das Internetprotokoll verwendet wird. Das gebräuchlichste Transportprotokoll ist TCP / IP (Transmission Control Protocol über Internet Protocol). Bei TCP geht es um Zuverlässigkeit, und Geräte chatten hin und her und verfolgen Datenpakete, um sicherzustellen, dass unterwegs nichts verloren geht. Wenn dies der Fall ist, wird dies bemerkt und erneut gesendet. Es gibt auch andere Protokolle, wie zum Beispiel UDP, die die Zuverlässigkeit der Geschwindigkeit ausschließen.

Oberhalb der Transportprotokolle wie TCP und UDP befinden sich Anwendungsprotokolle wie HTTP oder HTTPS - das Hypertext-Übertragungsprotokoll, das Ihr Webbrowser verwendet. Das HTTP-Protokoll arbeitet auf dem TCP-Protokoll, das auf dem IP-Protokoll arbeitet. Andere Anwendungen verwenden möglicherweise andere Protokolle oder erstellen eigene Protokolle, die jedoch zusätzlich zu Protokollen wie TCP und IP arbeiten. So viel von der Technologie, die wir verwenden, umfasst Technologieschichten, die auf anderen Schichten aufgebaut sind, und das gilt auch für das Internet. Wir könnten hier ein ganzes Buch schreiben, aber wenn Sie mehr erfahren möchten, sollten Sie mit den obigen Links beginnen.

Wenn Sie die Grundlagen verstanden haben, können Sie besser verstehen, warum diese IT-Crowd-Szene auch so lustig ist.