Grundlagen/Wie funktioniert das Internet? – SELFHTML-Wiki
Posted by Julia Werner •
Wie das Internet funktioniert
Wie das Internet funktioniert
Inspiriert durch den Vortrag "How the Internet works" von Jessica McKellar
Wahrscheinlich nutzt du das Internet jeden Tag. Aber weißt du, was passiert, wenn du eine Adresse wie im Browser aufrufst??
Als erstes solltest du wissen, dass eine Webseite meist nur ein paar Dateien auf der Festplatte sind. Genau wie deine Filme, Mp3s oder Bilder. Das besondere an Webseiten ist, dass sie aus speziellem Computer-Code bestehen, das sogenannte HTML.
Wenn du noch nie etwas mit Programmierung zu tun hattest, kann auch HTML zuerst abschreckend aussehen, aber dein Browser (Chrome, Safari, Firefox, etc.) liebt es. Browser sind so entworfen um diesen Code zu verstehen, seinen Anweisungen zu folgen und diese Dateien aus denen deine Website besteht genau so darzustellen, wie du es möchtest.
Wie jede andere Datei auch, muss die HTML-Datei irgendwo auf der Festplatte gespeichert werden. Für das Internet verwenden wir spezielle, leistungsstarke Computer, sogenannte Server. An ihnen sind normalerweise weder Bildschirm, Maus oder Tastatur angeschlossen, weil der Hauptzweck der Server darin besteht Daten zu speichern und zur Verfügung zu stellen. Sie heißen Server, weil sie dem Internet und uns dienen - englisch: to serve.
Okay, aber wie funktioniert dieses Internet jetzt genau?
Wir haben ein Bild gemalt. So sieht es aus:
Ziemliches Durcheinander, oder? Eigentlich ist es ein Netzwerk aus verbundenen Computern (den oben genannten Servern). Hunderttausende von Rechnern! Kilometer über Kilometer Kabel rund um die Welt. Auf einer Webseite über Unterseekabel kannst du dir ein Bild von der Komplexität des Netzes machen. Hier ist ein Screenshot der Seite:
Faszinierend, oder? Offensichtlich ist es nicht möglich Kabel zwischen allen Servern des Internet zu schalten. Um den Server, auf dem z.B. gespeichert ist, zu erreichen, muss unsere Anfrage sehr viele andere Maschinen passieren.
Das sieht ungefähr so aus:
Stell Dir vor, wenn du in den Browser eingibst, würdest Du einen Brief versenden, in dem steht; "Hallo Django Girls, ich möchte die Webseite ansehen. Bitte schickt sie mir!"
Der Brief kommt ins Postamt in Deiner Nähe. Von da aus kommt der Brief zu einem anderen Postamt näher an der Zieladresse und näher und näher, bis der Brief zugestellt werden kann. Die einzigartige Sache ist, dass wenn du mehrere Briefe zu der selben Adresse abschickst (Datenpakete) jeder einzige durch komplett unterschiedliche Poststellen laufen könnte (Router). Dies hängt davon ab, wie sie an jedem Standort verteilt werden.
So einfach ist das im Prinzip. Du sendest Nachrichten und erwartest eine Antwort. Anstelle von Papier und Stift verwendest du Daten (Byte für Byte), aber die Idee ist dieselbe.
Anstelle von Adressen mit Straße, Ort und Postleitzahl verwenden wir IP-Adressen. IP steht für Internet Protocol. Dein Computer fragt erst das DNS (Domain Name System) um die (von Menschen besser lesbare) Adresse in die (besser von Maschinen lesbare) IP-Adresse umzuwandeln. Das DNS ist ein bisschen wie ein altmodisches Telefonbuch aus Papier, in dem Du zu Namen Telefonnummern und Adressen nachgucken kannst.
Wenn Du einen Brief versenden willst, brauchst du spezielle Dinge wie: Postanschrift, Briefmarke etc. Außerdem musst Du eine Sprache verwenden, die der Empfänger versteht. Das gleiche gilt für die Datenpakete, die Sie senden um eine Website zu betrachten. Wir verwenden ein Protokoll namens HTTP (Hypertext Transfer Protocol).
Grundsätzlich brauchst Du also für eine Website auch einen Server, auf dem sie abgelegt ist. Wenn der Server eine eingehende Anforderung (in einem Brief) empfängt, sendet er deine Website zurück (in einem weiteren Brief).
Da dies hier ein Django Tutorial ist, fragst du dich sicher, was Django in diesem Zusammenhang machst!? Wenn Du (bzw. dein Webserver) eine Antwort zurück sendest, willst du nicht an jeden dasselbe senden. Es ist besser, wenn die Antworten individuell personalisiert sind, entsprechend dem an Dich gerichteten Anliegen. Django hilft Dir diese personalisierten Antworten zu erstellen.
Genug der Theorie, lass uns loslegen!
Anleitung: Internetanschluss einrichten. So funktioniert's
Internet einrichten – Internet zu Hause einrichten
Um Internet für Ihr Zuhause anzuschließen, ist Vorbereitung die halbe Miete. Prüfen Sie, ob die notwendige Hardware vorhanden und funktionstüchtig ist. Den Router haben Sie entweder vom Anbieter bekommen oder Sie haben ein Gerät im Elektrohandel gekauft. Diese Möglichkeit steht Ihnen durch die sogenannte Routerfreiheit offen. Haben Sie einen WLAN Router, müssen Sie auch Ihr WLAN einrichten. Was dabei wichtig ist, lesen Sie im WLAN Rageber.
Beim Internetanschluss einrichten müssen Sie auch die Anschlussart Ihres Internetzugangs beachten. Je nachdem, ob Sie einen DSL, Kabel- oder Glasfaseranschluss verwenden, unterscheiden sich die Anschlussdosen und deren Lage. Während die Telefondose für den Internetanschluss via DSL eher im Flur oder in der Nähe der Eingangstür zu finden ist, liegt die Multimedia- oder Kabelfernsehbuchse für Internet über den Fernsehanschluss meist im Wohnzimmer. Glasfaserbuchsen (LWL-Anschlussdosen) werden auch in der Regel im Flur angebracht.
Grundlagen/Wie funktioniert das Internet? – SELFHTML-Wiki
Aus SELFHTML-Wiki
In diesem Kapitel erfahren Sie, wie die Datenübertragung im Internet organisiert wird und mit welchen Internet-Protokollen die Daten verwaltet und organisiert werden.
Diese Seite soll nur einen Überblick verschaffen, weiterführende Informationen sind in den verlinkten Glossar-Artikeln verfügbar.
Infrastruktur
Das Internet ist ein weltumspannendes, dezentrales Daten-Netz aus Millionen verbundenen Computern und Computernetzwerken, die miteinander kommunizieren können. Prinzipiell kann jeder Computer, ob Smartphone, Tablet oder PC, ans Internet angeschlossen werden.
"Karte" des Internets
Um einen Computer mit dem Internet zu verbinden, muss man eine Funk, Daten- oder Telefonverbindung zu einem Internetdienstanbieter (engl. Internet Service Provider) aufbauen. Dieser Provider ist über Datenleitungen mit anderen Providern und Internet-Knoten verbunden, über die man auf Webseiten aus der ganzen Welt zugreifen kann..
Client-Server-Technologie
Für die einzelnen Internetdienste wie WWW, E-Mail, FTP usw. muss auf einem Host-Rechner, der anderen Rechnern diese Dienste anbieten will, eine entsprechende Server-Software laufen. Ein Host-Rechner kann einen Internet-Dienst nur anbieten, wenn eine entsprechende Server-Software auf dem Rechner aktiv ist, wenn der Rechner "online" ist und wenn keine schützende Software (Firewall) den Zugriff von außen verhindert bzw. einschränkt.
Server sind Programme, die permanent darauf warten, dass eine Anfrage eintrifft, die ihren Dienst betreffen. So wartet etwa ein Web-Server darauf, dass Anfragen eintreffen, die Web-Seiten auf dem Server-Rechner abrufen wollen.
Clients sind dagegen Software-Programme, die typischerweise Daten von Servern anfordern. Ihr Browser ist beispielsweise ein Client. Wenn Sie etwa auf einen Verweis klicken, der zu einer HTTP-Adresse führt, startet der Browser, also der Client, eine Anfrage an den entsprechenden Server auf dem entfernten Host-Rechner. Der Server wertet die Anfrage aus und sendet die gewünschten Daten. Um die Kommunikation zwischen Clients und Servern zu regeln, gibt es entsprechende Protokolle.
Protokolle
Um den Datenaustausch zwischen den unterschiedlichen Computern und Netzwerksystemen auch in Kriegszeiten zu gewährleisten, wurden für diesen Vorgang einheitliche Verfahrens- und Ablaufvorschriften, die sog. Protokolle, entwickelt.
IP (Internet Protocol)
Jeder Rechner im Internet besitzt eine IP-Adresse und ist dadurch eindeutig identifizierbar. Eine solche Adresse besteht bei IPV4 aus 32 Bit, die in vier durch Punkte getrennte Zahlen zwischen 0 und 255 dargestellt werden (gepunktete Dezimalform), oder bei IPV6 durch acht Vierergruppen von hexadezimalen Digits, also 8×16 = 128 Bit. Die einzelnen Gruppen werden hier durch Doppelpunkte getrennt.
127.0.0.1.
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7344
Da man sich solche Nummern schlecht merken kann, werden diesen Zahlen durch das Domain Name System (DNS) zusätzlich Namen zugeordnet. Die DNS-Adressen werden von speziellen Rechnern im Internet, den Name-Servern, automatisch in IP-Adressen umgewandelt.
DNS (Domain Name System)
Ein Domainname besteht aus mehreren, durch Punkt getrennten Labels. Er wird immer von rechts nach links gelesen und ausgewertet. Am wichtigsten ist die Top Level Domain, ein Buchstabenkürzel, das das Land (oder eine weltweite Organisation) kennzeichnet. Danach kommt der eigentliche Name.
spiegel.de
Vorteile der Domains:
leichter zu merken
aussagekräftiger z. B. => Webseite, bei der es um das Erstellen von HTML-Dokumenten geht
langlebiger. Bei einem Providerwechsel ändert sich die IP, der Domainname bleibt jedoch identisch
Pro IP können viele Domains laufen
Für technisch Interessierte:
IP gehört im OSI-Schichtenmodell zur Schicht 3 (Network).
Domains gehören hingegen zur Schicht 7 (Application).
URL
Jede auf einem Internet-Rechner gespeicherte Datei besitzt eine weltweit eindeutige Adresse, den Universellen Resourcenlokalisierer, kurz URL.
Der URL besteht aus dem Übertragungsprotokoll, z. B. https: , gefolgt von // ,
der Adresse des Rechners, z. B. , gefolgt von / ,
evtl. dem Pfad und dem Namen der Datei, z. B. index.html .
TCP/IP
Da Texte, Bilder und Videos oft aus zu großen Dateien bestehen, werden sie für den Transport mit dem TCP/IP-Protokoll in Datenpakete zerlegt und dann verschickt.
Dabei nehmen die Pakete nicht den direkten Weg, sondern werden je nach Verfügbarkeit zwischen den einzelnen Internet-Knoten hin und her geroutet (deshalb der engl. Begriff: Router). So läuft ein Großteil „innerdeutscher“ E-Mails und Seiten-, bzw. Suchanfragen über Router, die im Ausland stehen.
Damit die Datenpakete wiederauffindbar sind, bestehen sie immer aus zwei Teilen, dem Header und der Nutzlast (payload). Die Nutzlast enthält die zu übertragenden Daten, die wiederum Protokollinformationen der Anwendungsschicht wie HTTP oder FTP entsprechen können. Der Header enthält für die Kommunikation erforderliche Daten sowie die Dateiformat-beschreibende Information.
Siehe auch: Einstieg in HTTP (Seitenaufrufe mit Request und Response)
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