Internet

Jedes Einzelnetz wird als „Autonomous System“ bezeichnet. Die Einzelnetze gehören z.B. nationalen Telefongesellschaften, Universitäten oder sonstigen Unternehmen wie z.B. Kabelnetzbetreibern. Diese Netzbetreiber einigen sich bilateral über die Zusammenschaltung ihrer Netze.

Geschichte

Historisch hat sich das heutige Internet aus einem militärischen Forschungsprojekt namens Arpanet heraus entwickelt. 1990 wurde das Arpanet für kommerzielle Zwecke geöffnet. Wesentliche Eigenschaft dieses frühen Netzwerks war die Dezentralität und Robustheit gegen den Ausfall einzelner Netzknoten und Endpunkte.

Dienste wie Email, Newsgroups und Telnet waren zu Beginn die wichtigsten Anwendungen. Heute hat der Austausch von Dateien (sog. Filesharing) einen großen Anteil am Verkehrsaufkommen im Internet.

Von wachsender Bedeutung sind auch sogenannte Overlay Networks. Dies sind virtuelle Netzwerke, die auf der Internet Infrastruktur aufbauen, aber von dessen Topologie unabhängige Netzwerke bilden.

Funktionsweise

Eine wesentliche Eigenschaft des Internet ist, dass Daten in Paketen versandt werden. Anders als z.B. bei einem Telefonat wird hierfür keine feste Verbindung mit garantierter Bandbreite zwischen zwei Endpunkten reserviert, sondern der Sender schickt ein Datenpaket mit der Zieladresse versehen ins Netz und die Knoten des Netzes entscheiden, auf welchem Weg sie das Paket weiterleiten. Während so die vorhandene Kapazität der Netzknoten optimal genutzt wird, hat dieses Verhalten auch Nachteile. Ein Telefonat kann, wenn es zustande kommt, immer mit der gleichen Qualität geführt werden. Im Internet ist es dagegen nicht möglich, Qualitätsparameter wie Übertragungsverzögerung (Latenz), Anzahl verlorene Pakete (Loss) und Schwankung der Latenz (Jitter) zu garantieren.

Struktur

Das Internet ist stark hierarchisch aufgebaut. Zugangsnetze binden mittels Wählverbindung, Kabel, DSL oder Glasfaser die Endnutzer an sogenannte „Central Offices“ an. In diesen wird der Verkehr vieler Endnutzer aggregiert und über breitbandige Verbindungen zu Stadtringen zusammengeführt. Stadtringe sind wiederum über ein sog. Backbone miteinander verbunden. Backbones werden an Peering Punkten zusammengeschaltet, um so globale Vernetzung, also das Internet, herzustellen. Trotz dieses hierarchischen Aufbaus der Infrastruktur ist das Internet dezentral organisiert. Es gibt kaum zentralen Steuerungsfunktionen und das Verhalten des Internet insgesamt beruht zum Großteil auf einer Vielzahl unabhängiger Entscheidungen der Teilnehmer und der Netzknoten (z.B. Central Office oder Peering Punkt).

Standards

Zur Koordination der Einzelnetzwerke werden verschiedene Standards verwendet, die in gemeinsamen Gremien erarbeitet werden. Wichtigstes Gremium zur Erarbeitung von Internet Standards ist die Internet Engineering Task Force IETF. Wesentliche Standards im Internet sind z.B. TCP, IP, DNS und BGP. TCP initiiert Verbindungen und sorgt dafür, dass keine Daten verloren gehen. Das IP Protokoll sorgt für die Adressierbarkeit von Internet Endpunkten. Das Domain Name System (DNS) dient als Adressbuch des Internet. BGP regelt die Weiterleitung von Datenpaketen zwischen einzelnen Netzen des Internet.

Herausforderungen

Von wachsender Bedeutung sind Echtzeitanwendungen, die z.B. Telefonie über das Internet ermöglichen. Ein wesentlicher Schwachpunkt des Internet ist, dass es Echtzeitdienste zwar auf Protokollebene unterstützt, indem es die Markierung von Datenpaketen als prioritär erlaubt, dass diese Felder aber nicht verwendet werden.

Literatur

Tanenbaum, A.S.; Wetherall D.J.: Computer Networks. Prentice Hall PTR, 5th edition 2011.