Wie funktioniert das Internet?

Das ist natürlich eine Frage, die sich im Rahmen dieser Einführung nicht erschöpfend beantworten lässt. Doch das Prinzip des Internets ist ziemlich einfach.

Das Internet transportiert Daten in Paketform. Jedes Datenpaket (IP-Paket) besteht aus folgenden Teilen:

• Einer "Verpackung", die bei allen Paketen gleich ist. Da eine "Verpackung" keine Kartonschachtel, sondern auch eine Folge von Zeichen ist, wird diese "Header" (Kopf) genannt und besteht aus den ersten Zeichen des Datenpakets. Im "Header" jedes Datenpakets steht u.a. seine 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. "192.43.42.41".
• Einem "Inhalt", das sind die Daten, die übertragen werden sollen. Woraus der Inhalt besteht ist unerheblich, 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 eingegeben 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 in 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 üblich).

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-Nummer   des 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 dem Internet-Provider (z.B. T-Online) 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, kommen dazu (im Gegensatz zu Postpaketen können die Router IP-Pakete vor dem Weiterschicken kopieren für den Fall, dass eines nicht oder defekt ankommt).

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.