1. Lokale und weltweite Netze
In den letzten Jahren findet
das sogenannte Internet eine immer größere Verbreitung.
Internetbenutzer reden ständig vom ,,Surfen". Um zu
begreifen, was damit gemeint ist, ist es erst einmal wichtig
zu wissen, was eigentlich ein Netz (engl. net) ist, denn das
Internet ist weiter nichts als das zur Zeit größte
Netzwerk der Welt.
Unter dem Internet kann man ganz allgemein folgendes verstehen:
Alle Computer, die weltweit über eine Leitung (ob Glasfaser, Satellit oder Telefonleitung (ISDN oder analog) erreichbar sind.
Netzwerke verbinden Computer
über Leitungen miteinander. In einem Computer-Netzwerk gibt
es meistens eine genau definierte Arbeitsteilung. Bei der Verteilung
der Aufgaben unterscheidet man zwischen:
Hosts (auch Server genannt): Rechner,
die einen Dienst anbieten
und Clients (oder auch
Stationen), die einen Dienst in Anspruch nehmen.
Die Kommunikation zwischen Computern funktioniert in den seltensten Fällen von Station zu Station, sondern zumeist in der Form, daß ein Client von einem Host einen bestimmten Dienst verlangt.
Es gibt eine große Anzahl von verschiedenen Computer-Anwendungen (oder Diensten), die ein Host anbieten kann. Deshalb existieren auch unterschiedliche Typen von Hosts. Deren Aufgaben bzw. Dienste, die sie anbieten, lassen sich meist schon aus ihrem Namen erklären:
1.2. Vorteile von Computer-Netzwerken
Es ist leichter, Informationen mit anderen Rechnern auszutauschen. Dateien können einfach über das Netzwerk geschickt werden, anstatt sie erst auf Diskette zu speichern, die Diskette zum anderen Rechner zu tragen und die Datei dort wieder aufzurufen.
Über ein Netzwerk können Ressourcen wie z.B. Drucker, Modems, Datensicherungsgeräte, CD-ROM Juke-Boxes u.v.a.m. gemeinsam genutzt werden.
Grosse Dateien wie z.B. Datenbanken liegen nur auf einem zentralen Rechner - z.B. auf einem Datenbank-Server, der für diesen Zweck z.B. mit einer extra grossen Festplatte ausgestattet wird. Auf diese Datenbank im Server kann dann jeder Client (=Station) zugreifen. Das ist effektiver, als die Datenbank auf jedem einzelnen Rechner zur Verfügung zu stellen. Auch Programme werden oft auf einem Server gespeichert. Diese zentralisierte Datenhaltung spart Zeit und Geld.
Über das Netzwerk kann man sich E-Mail (elektronische Post) zuschicken. Eine E-Mail-Nachricht kann an eine einzelne Personen oder auch an eine Gruppe geschickt werden (um z.B. ein Meeting anzukündigen).
In einem Netzwerk werden mehrere Computer
mit Kabeln verbunden, damit sie miteinander kommunizieren und
vor allem damit sie auf zentrale Ressourcen und Server (z.B.
Datenbanken, Programme, Drucker etc.) zugreifen können.
Ein solches Computer-Netzwerk wird oft LAN (Local Area Network) genannt.
Bei einem LAN befinden sich alle Computer am selben Ort, d.h. in einem Raum, in einem Gebäude oder in einem Firmengelände.
In den meisten Fällen hat ein LAN einen Radius von max. 2 bis 3 km. Viele Universitäten sowie kleinere und mittlere Unternehmen betreiben inzwischen LANs. Die Vernetzung (Verkabelung) der PCs und Computer wird zumeist durch Kupferkabel realisiert. In der Vernetzungstechnik sehr großer LANs werden Lichtwellenleiter eingesetzt.
Jeder Computer, der mit anderen in einem Netzwerkverbund arbeiten soll, braucht bestimmte Hardware- und Software, die ein "normaler" Einplatz-PC nicht hat. Diese Komponenten sind:
| in
Netzwerk-Controller für den Anschluß an das Kabelsystem
des Netzwerkes Netzwerk-Software (z.B. NetWare, Windows
NT, UNIX). |
Die einzelnen Computer müssen physikalisch miteinander verbunden werden. Dies geschieht meist über spezielle Kabel. LANs haben immer einen limitierten Radius. Mit den Technologien Ethernet und Token-Ring lassen sich LANs mit einem Radius von max. 2 bis 10 km realisieren. Mit der FDDI-Technologie lassen sich LANs mit einem Radius von bis zu 30 km realisieren. Mit anderen Technologien - z.B. ATM - werden Wide Area und Metropolitan Area Networks realisiert.
Sogenannte MANs wie z. B. das zur Zeit im Aufbau befindliche Netz der Stadt Duisburg, das die städtischen Verwaltungseinrichtungen miteinander verbinden soll, nehmen dabei eine Zwischenstellung ein und weisen von der Technologie meist eine Mischung der verschiedensten Technologien bedingt durch die jeweiligen Gegebenheiten und Bedingungen auf.
Remote Anbindung
Wie werden nun weit entfernte Computer an ein Netzwerk angeschlossen? Wenn die Entfernungen zu groß sind, können keine LAN-Kabel verwendet werden. Stattdessen wird man möglichst leistungsfähige Modems und Leitungen der Telekom benutzen. Mit dieser Technik werden entfernte Rechner (= Remote Stations) in ein LAN integriert.
Die Datenleitungen können z.B. gewöhnliche Telefonleitungen sein. Man unterscheidet zwischen analogen und digitalen Leitungen.
| Analoge
Leitungen sind die althergebrachten Leitungen der Telekom. |
| Für
digitale Leitungen wird heute oft ISDN verwendet. |
Mit den analogen Leitungen erreicht man heute Übertragungsraten von 33.600 bit/s, in einer Richtung mit neuer Technologie und Anschluß an einer digitalen Vermittlungsstelle der Post auch schon bis zu 56.000 bit/s. ISDN arbeitet dagegen mit 64.000 bzw. bei Kanalbündelung mit 128.000 bit/s. Beim Vergleich der real erzielten Übertragungsmenge liegt ISDN jedoch deutlich weiter vorn, da wesentlich weniger Fehlerkorrektur anfällt. Für große Datenmengen von Firmen wie z. B. Banken stellt die Telekom Leitungen mit Übertragungsraten von 2 Mbit/s zur Verfügung.
Datenleitungen können aber auch z.B. per Satellit realisiert werden. Das Internet verbindet also eine riesige Anzahl von Computer-Netzwerken miteinander über direkte Leitungen oder das Telefonnetz. Konnten früher nur Spezialisten ein solches Netz von Computern zu benutzen, weil dafür spezielle Kenntnisse erforderlich waren, so gibt es heute viele Programme, die die Benutzung sehr einfach machen. Sehr vereinfacht kann man sich ein weltweites Netz vorstellen wie in dem folgenden Bild.
Sobald der Begriff des Netzwerkes, Aufbau und Struktur von LANs und WANs geklärt sind, ist auch das Internet verständlich geworden. Das Internet ist nämlich nichts weiter als ein sehr großes WAN. Daher wird das Internet auch oft als Netz von Netzwerken beschrieben. Es ist der größte Computer-Netzwerkverbund, der zur Zeit auf der Welt existiert.
Das Internet besteht aus einer großen Ansammlung von lokalen, regionalen und nationalen Netzwerken (LANs) sowie aus einzelnen Computern. Obwohl alle diese Netzwerke und Computer unabhängig voneinander arbeiten, können sie dennoch alle via Internet auf weltweit verfügbare Dienste zugreifen und über das Internet miteinander kommunizieren.
Die physikalischen Leitungen
Für den Zugang zum Internet benutzt man unterschiedliche Techniken. Von Privatleuten werden am häufigsten Modems und Telefonleitungen benutzt - sog. Remote-Anbindungen. Damit erreichen sie das Netzwerk eines örtlichen Providers oder eines Online-Dienstes - und von dort aus werden sie zum Rest des Internet weitergeschaltet. Dies ist der einfachste Weg, um Daten via Internet zu senden oder zu empfangen, da Telefonleitungen (sowohl analoge als auch digitale) in (fast) jedem Land der Erde liegen.
Wer schnellere Leitungen ins Internet möchte, kann z.B. mit ISDN digitale Modems und Leitungen benutzen. Oder er muß noch schnellere Datenleitungen mieten - dies ist meist nur für kommerzielle Internet-Nutzer interessant.
Die meisten Provider, aber auch viele große Firmen oder Universitäten haben eine schnellere und deshalb teurere Verbindung zum Internet. Dort werden große Datenmengen direkt durch "dicke Leitungen" ins Internet eingespeist und von und zu Internet-Backbones bewegt. Eine Modem/ Telefonkabel-Verbindung kann solche Datenmengen nicht bewältigen.
Es gibt heute einige Netze, die sich über die ganze Erde verbreitet sind. Die wichtigsten Netze sollte man kennen.
Das Internet besteht vor allem aus dem WWW (World Wide Web), FTP-Servern, dem Usenet und Mailservern.
Außerdem gibt es noch sogenannte geschlossene Netze, in denen sich nur die jeweiligen Mitglieder der Online-Dienste bewegen können z.B.:
2. Die Geschichte des Internet
Das Internet ist ständig in Entwicklung. Vor fünf Jahren sah es noch ganz anders aus als heute - und vielleicht wird es sich in den nächsten fünf Jahren wieder dramatisch verändern...
Als das Internet 1969 "erfunden" wurde, waren Computer-Netzwerke noch wesentlich primitiver als heute. Netzwerke waren empfindlicher und schon die kleinste Unstimmigkeit konnte das komplette Netz zusammenbrechen lassen.
2.1. 1969: ARPAnet - Kind des Kalten Krieges
Nach dem „Korea-Krieg" und der „Kuba-Krise" wollte das Pentagon einen Kommunikationsweg schaffen, der auch nach einem atomaren Angriff noch funktionieren würde. Die Technik war in den USA schon so weit entwickelt, dass man bereits Datenverbindungen zwischen Computern herstellen konnte.
Das U.S. Verteidigungsministerium (Department of Defense, DoD) wusste schon, daß Computer-Netzwerke eine sehr große Rolle spielen können, wollte sich aber auf solch empfindliche Systeme nicht verlassen.
1969 gab deswegen die ARPA (Advanced Research Projects Agency) ein Projekt in Auftrag, in dem einzelne Forschungsstätten miteinander durch ein unzerstörbares Kommunikationsnetz miteinander verbunden werden sollten. Auch wenn ein Teil des Netzwerkes zerstört wäre, sollte der Rest des Netzes noch funktionieren und die Daten erhalten bleiben. Das Netzwerk, daß dadurch entstand, wurde ARPAnet genannt. Damit es optimal funktionierte musste dieses Netz möglichst gleichmäßig ausgelastet werden.
So verfiel man darauf, Daten nicht kontinuierlich zu übertragen, sondern in kleine Blöcke (Pakete) zerlegt durch das Netz zu schicken (Paket Switching Network). Jedes Paket enthält ist mit der Adresse seines Bestimmungsortes versehen. Der Übertragungsweg ist aber nicht festgelegt. Computer im Netz senden die ankommenden Pakete je nach Netzbelastung auf dem günstigsten Wege (Dynamic Rerouting) zu ihrem Bestimmungsort. Der Empfangscomputer sammelt die Pakete ein und setzt sie zu der ursprünglichen Information wieder zusammen.
Unterschiedliche Computer in einem Netz
Ein weiteres Problem der frühen Netzwerke war, daß Computer unterschiedlicher Hersteller nicht in einem Verbund arbeiten konnten, weil die jeweiligen Hersteller nur die eigenen Netzwerkprotokolle unterstützen.Um genügend Flexibilität zu gewährleisten (auch während eines Krieges), mußte es möglich sein, beliebige Computer miteinander zu verknüpfen.
1970 wurde das ARPANET an der University of California, Los Angeles (UCLA) gegründet. Es gab 4 miteinander verbundene Großrechner. Als Vermittlungsrechner diente ein Minicomputer, für den eigens ein IMP (Iformation Message Processor) entwickelt worden war. Sein Hauptspeicher hatte lediglich eine Kapazität von 12 Kbyte.
1971 wurde NCP als erstes Protokoll des ARPAnet definiert. Das NCP stellte die Basis für das TCP/IP-Protokoll dar, das auch heute noch für das Internet verwendet wird. In diesem Jahr hatte sich die Größe des ARPAnet verdreifacht: es hatte 15 Knoten und 23 Hosts.
Universitäten übernehmen die Entwicklung
Obwohl das ARPAnet mit militärischen
Mitteln finanziert wurde, wurde es hauptsächlich an US-Universitäten
entwickelt.
Einige Teilbereiche des Netzes waren geheim, andere jedoch verhältnismäßig
offen. Man wollte mit dieser Offenheit dem Netz den größtmöglichen
Input geben, die Stabilität testen und erhöhen und
das Netz insgesamt nützlicher machen.
1972 waren bereits 40 Knoten miteinander verbunden. Es wurde auch zum ersten mal E-mail (elektronische Post) und FTP-Dateien (z.B. Programme) versandt. Es wurden Protokolle für internationale Verbindungen zwischen autonomen Netzwerken entwickelt. So entstanden 1974 das IP (Internet Protocol) und das TCP (Transmission Control Protocol), die zusammen den Datentransfer im Internet regeln sollten. Das IP teilt die Daten in kleine Pakete und versieht sie mit der Adresse des Empfängers. Das TCP numeriert die Pakete und protokolliert die Reihenfolge. TCP/IP stellen somit eine untrennbare Einheit her. Sie bilden eine Protokollfamilie von über 100 verschiedenen Protokollen. TCP/IP läuft auf nahezu allen Rechnern und Betriebssystemen.
Seit Anfang der 80er Jahre spielt das Militär bei der Entwicklung des Internet keine wesentliche Rolle mehr.
Viele entscheidende Fortschritte, z.B. die Entwicklung des Betriebssystems UNIX, das immer noch das wichtigste und laut Aussage vieler Experten auch das beste Betriebssystem im Internet ist. (die meisten Hosts arbeiten mit UNIX), die Definition des einheitlichen Protokolls TCP / IP oder die LAN-Norm Ethernet wurden in dieser Zeit durch amerikanische Universitäten und Unternehmen gemacht
1984 wird der erste Domain Name Server (DNS) eingesetzt und die Anzahl der Server übersteigt die 1000er-Grenze.
Die Diskussionen darüber,
wie die Technologie des ARPAnet optimiert werden könnte,
führten auch dazu, daß sich Gedanken darüber
gemacht wurde, welches die besten Wege sind, Informationen über
das Netz zu schicken.
Electronic Mail (E-Mail) war der erste Kommunikations-Dienst,
der standardisiert wurde, gefolgt von Datentransfer (FTP) und
den News, wobei letztere heute ihren Nachfolger im USENET mit
den Newsgroups finden.
2.2. 1986: RARE - Internet in Europa
Auch in Europa wollte man den
Wissenschaftlern, den Universitäten und Forschungseinrichtungen
eine schnelle und kostengünstige Kommunikationsinfrastruktur
bereitstellen.
Zur europaweiten Koordinierung der Aktivitäten einzelner
Länder wurde 1986 RARE (Réseaux Associés pour
la Recherche Européenne) gegründet, die zunächst
das COSINE-Projekt (Cooperation for an Open Systems Interconnection
Networking in Europe) initiierte. Ziel von COSINE war die Bereitstellung
einer auf ISO/OSI-Protokollen basierenden Infrastruktur für
den akademischen Bereich in Europa.
Im Gegensatz zur Entwicklung in den USA sollten in Europa also vorwiegend Applikationen, die auf den ISO/OSI-Normen basieren, zum Einsatz kommen. Das wichtigste Ergebnis aus dem COSINE-Projekt war das erste paneuropäische Netzwerk auf X.25-Basis, IXI (International X.25 Interconnect), das seit Februar 1993 als EuropaNET, einem Multiprotokoll-Backbone, fortgeführt wird.
Trotz aller Fixierung auf OSI-Protokolle konnte sich auch RARE nicht vor der aus den USA herüberschwappenden Internetwelle verschließen. RIPE (Réseaux IP Européens) übernahm die Koordinierung des Internetverkehrs in Europa. In Analogie zum NSF-Backbone der USA wurde 1992 Ebone, der Europäische Internet-Backbone, in Betrieb genommen - mit allerdings z.T. erheblich geringeren Übertragungsraten als der NSF-Backbone.
2.3.ab 1987 Kommerzialisierung des Internets
In den USA blieb die Entwicklung
natürlich nicht stehen sondern ging zügig weiter.
1987 gab es weltweit schon mehr als 10 000 Server, die meisten
in den USA.
1989 gab es bereits über 100 000 Server. Die Entwicklung ging und geht immer noch rasant weiter.
1990 wird das ARPANET zugunsten des Internet aufgelöst.
Bis zum Ende der 80er Jahre waren die meisten ARPAnet- bzw. Internet-User Wissen-schaftler, Angehörige von Universitäten oder Computerfirmen. In den letzten Jahren interessieren sich immer mehr Leute ausserhalb dieser Bereiche für das Internet und erkennen vor allem auch den kommerziellen Aspekt dieses Netzwerkes.
Das Web
Zunächst war der Umgang mit dem Internet nur Spezialisten möglich und es konnten nur Textdateien übertragen werden. Seit der Entwicklung des World Wide Web ( WWW ein weltweites Netz, das mit Hilfe von Programmen auf graphischer Basis bedient werden kann) und der multimedialen Programmiersprache HTML wurde die Bedienerführung erheblich vereinfacht, so dass sie heute von jedem Computernutzer schnell erlernt werden kann.
HTML bedeutet Hypertext Markup Language und ermöglicht eine optisch und akustisch ansprechende Aufbereitung von Daten. Um eine Datei mit der HTML zu kodieren, benötigt man spezielle Editoren, deren Handhabung nicht komplizierter ist, als die eines modernen Textverarbeitungsprogrammes. Mit Hilfe der HTML kann man auf einfache Weise Verknüpfungen (engl. Links) zu beliebigen Daten sowohl innerhalb eines Dokumentes als auch zu anderen Dokumenten erstellen. Diese anderen Dokumente können sogar auf einem beliebigen Server im Internet liegen, und werden durch bloßes Anklicken in Sekundenschnelle geladen, wenn eine Verbindung zum Internet aufgebaut ist.
Das Internet - und heute ist
damit vor allem das World Wide Web gemeint - gewinnt immer mehr
an Popularität in der breiten Öffentlichkeit. Es ist
Thema von Fernsehsendungen, in Zeitungen und Zeitschriften. Der
Hauptgrund für die fortschreitende Kommerzialisierung des
Internet und des Web ist jedoch nicht die Diskussion in den Medien.
Heute ist es immer mehr Menschen - auch außerhalb der Universitäten
und Regierungsbüros - möglich, Internet-Zugänge
zu kaufen oder zu mieten (sog. Accounts) und für Firmen
ist es einfach geworden, über das Internet für Produkte
zu werben - und sogar Produkte zu verkaufen.
3. Grundbegriffe des Internets
Alle Rechner, die im Internet miteinander austauschen, tun dies über das Datenübertragungs-protokoll TCP/IP. TCP steht als Abkürzung für Transmission Control Protocol, IP für Internet Protocol.
Die Abwicklung der Verbindung und der Austausch von Information zwischen Rechnern funktioniert mittels eines Stapelsystems (Stacks): Das übergeordnete Protokoll baut auf das jeweils darunterliegende auf.
Protokoll
Schicht
Http ftp Telnet ... 5 TCP 4 IP 3 LAN / Modem 2 1
Diese Struktur wurde von der International Standardization Organisation (ISO) vorgeschlagen. Weitere Informationen, die aber für das Verständnis dieses Kurses nicht unbedingt wesentlich sind, finden sie im Kapitel: Das TCP/IP Protokoll im Detail.
Das Internet Protocol (IP)
Das Internet Protocol (IP) ist auf der Netzwerkschicht (Ebene 3) angesiedelt und bildet zusammen mit dem Transmission Control Protocol (TCP) (Transportschicht) das Protokollpaar der Internet-Architektur.
Die Hauptaufgabe des IP (Internet Protokolls) ist das Adressieren von Rechnern sowie das Fragmentieren von Paketen der darüberliegenden Schicht. IP stellt die Endsystemverbindung der Partnerrechner her.
Der darüberliegenden Ebene (Transportschicht) bietet IP einen sog. unzuverlässigen und verbindungslosen Dienst an. Wenn also, wie z.B. beim Dateitransfer, eine zuverlässige Übertragung gefordert wird, dann ist es Aufgabe eines der übergeordneten Protokolle (z.B. des Transportprotokolls), die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Das Transmisson Control Protocol (TCP)
Das Transmisson Control Protocol (TCP), welches in der Stapelstruktur direkt über dem IP liegt, sorgt für den verlustfreien Dateitransfer. Durch Prüfsummenbildung und andere Kontrollmechanismen stellt es sicher, daß bspw. Dateien, die zur schnelleren Übertragung getrennt wurden, korrekt und vollständig beim Empfänger ankommen.
Im nächsten Abschnitt lesen Sie weitere - zum Teil sehr technische - Details über TCP, IP & Co.
3.2. Das TCP-IP Protokoll im Detail
Das Transport-Protocol TCP
Das Transportprotokoll TCP (Transmission
Control Protocol) ist auf Ebene 4 der Protokollhierarchie angesiedelt.
Es dient als Basis für Anwendungen, bei denen eine zuverlässige
Übertragung der Daten gefordert wird. Solche Anwendungen
sind Dienste wie:
TCP erbringt der Anwendungsschicht
einen zuverlässigen, verbindungsorientierten Dienst.
Es stellt eine bidirektionale Verbindung zwischen den Partnern
her. Zuverlässig bedeutet dabei, daß die Datenübertragung
gesichert erfolgt und die gängigen Sicherungsverfahren wie:
angewendet werden.
Der Verbindungsaufbau erfolgt
in Analogie zum herkömmlichen Telefonsystem.
Ein Anrufer (Client) sendet einen sog. request (Anforderung)
an einen Server. Dieser "hebt ab", indem er ein reply
(Antwort) an den Client zurücksendet. Anschließend
findet der Datenaustausch statt. Danach wird die Verbindung wieder
abgebrochen.
Das User Datagram Protocol UDP
Selbstverständlich benötigen nicht alle Dienste auf der Transportebene eine gesicherte Verbindung zwischen zwei Kommunikationspartnern. Wenn beispielsweise das Netzwerk selbst sicher genug ist, wie das bei LANs in der Regel der Fall ist, kann das Transport-protokoll erheblich einfacher gestaltet sein.
UDP bietet einen einfachen verbindungslosen (Datagramm-) Dienst, der gegenüber dem lediglich verbindungslosen Transportprotokoll IP zusätzlich Portnummern und eine Prüfsumme bietet. Gegenüber TCP ist UDP also ein Leichtgewicht, weswegen man auch hin und wieder von TCPs "kleiner Schwester" spricht.
Portnummern
Die Kommunikation erfolgt auf
der Transportebene über sogenannte Portnummern.
Diese ermöglichen das Ansprechen unterschiedlicher Dienste.
Zusammen mit den IP-Nummern bilden die Portnummern Kommunikationsendpunkte.
Die Portnummern bestehen aus 16 bit, so daß von einem Rechner maximal 65.535 Ports realisert sein können. Für einige Standarddienste werden von der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) sogenannte Well-Known- Portnummern vergeben. Dies sind Vereinbarungen, bestimmten Ports bestimmte Dienste zuzuordnen.
Portnummern sind auf
einen Rechner beschränkt, sie werden für TCP und UDP
getrennt vergeben, d.h. die Portnummer 4711 für UDP spezifizert
einen anderen Dienst als die Portnummer 4711 für TCP.
Um bei der Analogie zum Telefonsystem zu bleiben, stehen Portnummern auf der gleichen Stufe wie Nebenstellenanlagen.
Mit diesen Angaben kann eine Verbindung zu einem bestimmten Dienst aufgebaut werden. Well-Known-Ports können nun mit der Auskunft, der Störungsstelle oder der Zeitansage verglichen werden, also Dienstleistungen, die unter einer allgemein verbreiteten Nummer erreichbar sind.
3.3 Die Adressierung im Internet
Die Internet-Adressen
Jeder Rechner, der im Internet aktiv wird, braucht eine eindeutige Kennung. Zu diesem Zweck wurde die Internet-Adresse (=IP-Adresse) - ein 32-bit langes Wort - eingeführt. An dieser Stelle sollte man aber auch gleich erwähnen, daß die (Host-) Rechner im Internet ebenfalls über Namen angesprochen werden.
Internet-Adreßklassen
Es gibt fünf Adreß-Typen, je nachdem zu welchem Netzwerk ein Rechner gehört, jedoch spielen derzeit nur folgende drei Klassen eine Rolle.
Sogenannte
Class-A-Adressen wurden an große Netze mit vielen
Hosts vergeben.
Class-B-Adressen wurden für mittelgroße Netzwerke
eingeführt.
Kleine lokale Netze (max. 254 Hosts) lassen sich mit Class-C-Adressen
verwalten.
Aufbau der IP-Adressen
Die 32 Bit werden in Worte zu
jeweils 8 Bit zusammengefaßt, denen dann die entsprechende
Dezimalzahl zugeordnet wird.
Diese sog. Oktets sind durch Punkte getrennt (dotted quad notation):
223.255.0.0
Der Wertebereich für jedes Oktett liegt zwischen 0 und 255.
Nun zum Aufbau der Adreßstruktur für die jeweiligen Klassen. Eine IP-Adresse besteht aus einem Bereich für das Netzwerk in den vorderen Oktets und einem Bereich für den Host in den restlichen:
Ein Class
A-Netzwerk
(1.0.0.0 bis 127.0.0.0) enthält die Nummer des Netzwerkes
im ersten Oktet und hat einen 24-Bit Anteil für den Host.
(Mit anderen Worten: in verhältnismäßig wenigen
Netzwerken [128] können jeweils sehr viele Rechner [ca.
1,7 Mio.] festgelegt werden.)
Class-B-Netzwerke (128.0.0.0 bis 191.255.0.0) nehmen zwei
Oktets für die Netzwerknummer und zwei für den Host-Anteil.
Class-C-Netzwerke (192.0.0.0 bis 223.255.255.0)
enthalten Netzwerknummern in den ersten 3 Oktets und nutzen nur
das letzte Oktet für den Host. (Das andere Extrem: sehr
viele kleine Netzwerke haben jeweils höchstens 256 Hosts.)
Nachteil: Die Adressen gehen aus...
Diese Art der Nummernvergabe hat einen großen Nachteil: Der Adreßraum ist begrenzt.
Im Gegensatz zum Telefonnummernsystem, wo durch Anfügen einer weiteren Stelle im Prinzip beliebig vielen Teilnehmern Telefonnummern zugeordnet werden können, gibt es für die Internet-Adressierung Beschränkungen. Besonders kritisch ist der Stand bei den Class-B-Netzen. Insgesamt sind 25% des gesamten Internet-Adressraums für Class-B-Adressen reserviert, diese sind aber schon fast zur Hälfte zugeteilt.
Bei der derzeitigen Wachstumsrate können schon in wenigen Jahren alle Class-B-Adressen vergeben sein. Es können zwar stattdessen mehrere Class-C-Adressen vergeben werden, dies ist jedoch mit einer enormen Vergrößerung der Routingtabellen verbunden. Zur Zeit werden von den maßgeblichen Stellen verschiedene Lösungsalternativen untersucht.
Lesen Sie nun, wie den IP-Adressen auch sogenannte Host-Namen zugeordnet werden. Damit wird für den User der Aufruf eines Servers vereinfacht...
Domain Name Service
Am Anfang: zentrale Referenz-Datei
Die Zuordnung der Host-Namen zu den IP-Adressen erfolgte in den Anfängen des Internet über eine zentral gehaltene Datei (Die Datei /etc/hosts auf UNIX Systemen) des Network Information Centers (NIC), die an alle Rechner jeder Domain regelmäßig mittels ftp verschickt wurde und die jeder IP-Adresse eindeutig einen Namen zuordnete.
Damals war der Adreßraum (= die Anzahl der benutzten Adressen) noch klein. Im Laufe der Zeit wurde ein leistungsfähigeres, aber auch aufwendigeres System nötig.
Als das Internet wuchs, war eine mittels ftp verschickte hosts-Datei für jeden Rechner nicht mehr möglich. Das Aktualisieren einer solchen Datei wäre zu aufwendig und würde das Netzwerk zu sehr belasten.
/etc/hosts ist mittlerweile zu einer großen Datenbank angewachsen und wird in Zonen aufgeteilt und von dedizierten Rechnern, den sog. Domain Name Servern (DNS-Server), innerhalb der Zone verwaltet. Es handelt sich also um eine dezentralisierte Datenbank.
Heute: Domain Name Server geben Auskunft
Jeder Domain Name Server verwaltet in seinen Tabellen nur einen Teil des inzwischen riesigen Domain Name Space. Insgesamt existieren drei Komponenten, aus denen sich das DNS-Verwaltungssystem zusammensetzt.
Der Domain
Name Space
ist ein baumartiger, hierarchisch strukturierter Namensraum,
der die Resource Records enthält. Das sind Datensätze,
die den Knoten zugeordnet sind.
Name-Server
sind Rechner im Internet, die die Informationen über die
Struktur des Domain Name Space speichern und zugänglich
machen. Ein Name-Server hat normalerweise nur einen Teil des
Domain Name Space zu verwalten.
Resolver
sind Programme, die für den Client Anfragen an den Name
Server stellen. Resolver sind einem Name-Server zugeordnet. Bei
Anfragen, die er nicht beantworten kann, kann er aufgrund von
Referenzen andere Name-Server kontaktieren,
um die Information zu erhalten.
Der Domain Name Space ist als baumartige Struktur angelegt. Ausgehend von der Wurzel (root) folgen die Top Level Domains wie com, edu oder de.
Diese spalten sich in weitere Unterdomains auf. Die Name-Server verwalten also Zonen, die einen Knotenpunkt im DNS-Baum und alle darunterliegenden Zweige beinhalten.
Durch die Existenz von Name-Servern auf verschiedenen Tiefen des DNS-Baumes überlappen sich die Zonen der verschiedenen Name-Server. Ein Name-Server kennt jeweils seinen nächsthöheren und nächsttieferen Nachbarn. In jeder Zone gibt es aus Sicherheitsgründen mindestens zwei aktive Name-Server (primary und secondary), die beide dieselben Informationen liefern. Für den Bereich de wird der Primary Server vom DE-NIC betrieben.
Für das Offene Deutsche Schulnetz (ODS) in NRW wird z. B. der Name-server an der Universität Duisburg betrieben (primary DNS), d. h. daß alle Schulen in NRW, die unter der Domain nw.schule.de eine Adresse besitzen, dort eingetragen sind. Der übergeordnete Name-server für schule.de steht in Berlin.
URLs
Um das Internet zu nutzen, benötigt man ein spezielles Programm, das oft auch als WWW-Browser (engl. browse = durchsehen) bezeichnet wird. Dieses Programm enthält ein Adressenfenster, in das man die gewünschte Adresse eingeben kann. Eine WWW-Adresse hat folgende Form:
Übertragungsprotokoll://Rechnername/Verzeichnis/Unterverzeichnis/.Dateiname
Eine solche Adresse bezeichnet man auch als URL (Uniform Resource Lotator). Es handelt sich dabei also um eine Internetadresse. Unterschiedliche Dienste des Internet benötigen verschiedene Übertragungsprotokolle als Kopf der Adressenangabe. So werden z.B. benötigt:
für das WWW: http:// (HyperText Transfer Protocol)
für FTP-Server: ftp:// (File Transfer Protocol)
für UseNet: usenet://
Beispiel: http://www.du.nw.schule.de/san/homepage.htm
Eine Domain ist heute entweder ein geographischer Bereich (Land), in dem sich der Server befindet (z.B. .de für Deutschland), oder (besonders in den USA) ein thematischer Bereiche, zu dem der Server gehört (z.B. .com für commercial). Dazu einige Beispiele:
Wählt man eine Adresse an, stellt der Computer die Verbindung mit dem Server her, der dann die gewünschte Datei sendet. Man erhält diese in Sekundenschnelle auf den Computer übertragen.