Wie das Internet funktioniert
Posted by Julia Werner •
Wie funktioniert das Internet?
In Nullkommanix um die Welt. Als Internet-Nutzerin oder Nutzer hast du sicherlich schon öfter eine Webseite aufgerufen, indem du einen Link eingegeben und „Enter“ gedrückt hast oder indem du mit einer Suchmaschine ein Wort gesucht und dann auf einen Link geklickt hast. In wenigen Sekunden bekommst du die Webseite dann angezeigt. Aber wie funktioniert das eigentlich, dass Menschen auf der ganzen Welt diese Webseite auf ihrem Gerät sehen können? Genius erklärt es dir.
Das Internet heißt nicht umsonst auch „World Wide Web“. Du musst es dir vorstellen, wie ein großes Netz, das sich über die ganze Erde spannt. Seine Aufgabe ist es, Daten von einem Ort zum anderen zu transportieren. Was das für Daten sind, fragst du dich jetzt? Ganz einfach. Das sind zum Beispiel die Inhalte einer Webseite wie Genius. Du kannst diese Daten auf unterschiedlichen Geräten ansehen, zum Beispiel auf einem Computer, einem Tablet oder einem Smartphone.
Internet Service Provider und Router
Möglicherweise habt ihr Zuhause nicht nur eins dieser Geräte, sondern mehrere. Der Computer deines Vaters, das Tablet deiner Mutter und all eure Handys sind höchstwahrscheinlich alle mit einem sogenannten Router verbunden. Den Router benötigt ihr, um mit eurem Gerät ins Internet zu gehen. Der Router ist bei einem Internet Service Provider registriert – da gibt es viele Anbietende auf dem Markt. Euer Router bildet mit allen den Endgeräten, die mit ihm verbunden sind, ein sogenanntes lokales Netzwerk.
Ein Netz aus Glasfaserkabeln und Routern
Stell dir vor: Nicht nur euer Haushalt hat ein lokales Netzwerk. Auch die Menschen in deiner Nachbarschaft nutzen das Internet und bilden mit ihren Routern lokale Netzwerke. Alle diese Netzwerke sind zu einem großen Netzwerk zusammengeschlossen und mit Glasfaserkabeln und Routern verbunden. Um die ganze Welt möglichst gut zu vernetzen, wurden überall Land- und auch Seekabel verlegt. Das riesige Netz, das dadurch entstanden ist, läuft an sogenannten Internet-Knoten zusammen. An diesen Knoten kommen auch die Daten zusammen. Auf der Welt gibt es mehr als 300 solcher Knoten. Das Netz bietet außerdem viele Wege zum Ziel. Falls ein Weg mal ausfällt, gibt es immer eine andere Möglichkeit, um die Daten von Sender zu Empfänger zu bringen.
Von IP-Adresse zu IP-Adresse
Und wie werden die Daten nun übertragen? Du kannst dir den Prozess so vorstellen, wie wenn du ein Geburtstagsgeschenk für eine Freundin oder einen Freund bestellst. Nur läuft das Ganze sehr viel schneller ab.
Wenn man ein Paket verschicken will, braucht man eine Adresse. Mithilfe dieser Adresse weiß die Postzustellung, wohin sie das Paket liefern soll. Genauso ist das im Internet auch. Die Adresse besteht hier aus einer langen Ziffernkombination, der sogenannten IP-Adresse. Damit lässt sich ein Gerät, also zum Beispiel dein Computer, identifizieren. Der Router weist jedem Gerät innerhalb des lokalen Netzwerks eine IP-Adresse zu. Jeder Gegenstand im Internet oder jede Webseite hat ebenfalls eine IP-Adresse.
Die Postzustellung liefert die Datenpakete
Wenn du jetzt eine bestimmte Webseite im Internet aufrufen möchtest, musst du erst einmal die IP-Adresse der Webseite ermitteln. Genauso musst du auch die Adresse des Ladens kennen, bei dem du das Geschenk bestellen möchtest. In diesem Fall macht das der Router für dich. Er sendet dem Internet Service Provider Absenderadresse und Empfängernamen. In diesem Fall ist das der Name der Webseite, die du aufrufen möchtest – wie zum Beispiel Der Provider schaut dann wiederum beim „Domain Name System“ nach. Das ist ein Server, auf dem alle Domain-Namen von Webseiten gespeichert und mit IP-Adressen hinterlegt sind.
Wenn der Service Provider die IP-Adresse der Webseite herausgefunden hat, fragt er dort die Daten an – also die Inhalte der Seite, die du ansehen willst. Jetzt kommt die Postzustellung, die deine Bestellung überbringt, zum Einsatz: Das ist wiederum der Router. Sie erkundigt sich nach der genauen IP-Adresse des Empfänger-Gerätes (deiner Adresse) und weiß nun, welchen Weg die Datenpakete nehmen müssen, um bei dir anzukommen. Es kann ja sein, dass mit dem Router bei dir Zuhause mehrere Geräte verbunden sind. Die genaue IP-Adresse stellt aber sicher, dass die Daten nicht auf dem Tablet deiner Mutter, sondern auf deinem Computer erscheinen.
Soweit verstanden? Nun ist noch eine Frage zu klären: Wie unterhalten sich Router und Internet Service Provider eigentlich? Diese Sprache heißt Internet-Protokoll. Das Internetprotokoll verschickt die Daten – und zwar in kleinen Datenpaketen. Ein Paket enthält dabei immer einerseits die Daten von Absender und Empfänger und andererseits die Daten, die übersendet werden sollen.
Internet heißt Vernetzung
Ganz schön genial, wie das Internet funktioniert. Das weiß auch der Autobauer Mercedes-Benz und versucht deshalb, sich das Internet für seine Fahrzeuge zu nutzen. Nicht mehr nur Handy, Tablet und Computer sollen mit dem Internet verbunden sein, sondern auch Autos, Ampeln und andere Gegenstände im Straßenverkehr. So soll der Straßenverkehr in Zukunft viel sicherer und das Autofahren komfortabler und umweltschonender werden. Und wie geht das genau? Die Mercedes-Benz Group AG will mithilfe des Internets auch Autos und Straßenverkehr untereinander vernetzen. So sollen sich Autos in Zukunft austauschen können und sich gegenseitig Bescheid geben, wo noch freie Parkplätze sind. Über das Internet können Autos und Fahrende bald Verkehrsinformationen in Echtzeit erhalten und somit durch andere Autos vor Gefahren auf der Straße gewarnt werden.
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Wie das Internet funktioniert
Für die Leser zu Hause: Dieses Kapitel wird im Video How the Internet Works behandelt. Dieses Kapitel wurde 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 eingibst und enter drückst?
Als Erstes solltest du wissen, dass eine Webseite meist nur ein paar Dateien auf der Festplatte sind -- so wie deine Filme, deine Musik oder deine 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, dass sie diesen Code verstehen, seinen Anweisungen folgen können und diese Dateien, aus denen deine Website besteht, genau so darstellen, wie du es möchtest.
Wie jede andere Datei auch, muss die HTML-Datei irgendwo auf einer 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. Darum nennt man sie Server - sie bedienen (serve) dich mit Daten.
OK, aber du willst wissen, wie das Internet aussieht oder?
Wir haben ein Bild gemalt. So sieht es aus:
Ziemliches Durcheinander, oder? Eigentlich ist es ein Netzwerk aus verbundenen Maschinen (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? Es ist jedoch nicht möglich, Kabel zwischen allen Servern des Internets zu schalten. Damit wir eine Maschine (z.B. diejenige, auf welcher abgespeichert ist) erreichen können, muss unsere Anfrage über viele verschiedene andere Maschinen weitergeleitet werden.
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 gelangt er 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 (Datenpakete) zu der selben Adresse abschickst, jeder einzelne Brief durch komplett unterschiedliche Poststellen (Router) laufen könnte. 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, 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 den Namen einer Person, die Du kontaktieren willst, suchen und die Telefonnummer und Adresse nachgucken kannst.
Wenn du einen Brief versenden willst, brauchst du spezielle Eigenschaften wie: Postanschrift, Briefmarke etc. Außerdem musst du eine Sprache verwenden, die der Empfänger versteht. Das gleiche gilt für die Datenpakete, die du sendest, um eine Website betrachten zu können. 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 vielleicht, was Django in diesem Zusammenhang macht. Wenn dein Server eine Antwort zurück sendet, soll nicht an jeden dasselbe gesendet werden. Es wäre besser, wenn die Antworten individuell personalisiert würden, entsprechend der Anfragen des jeweiligen Briefes, oder? Django hilft dir, diese personalisierten und interessanten Antworten zu erstellen. :)
Genug der Theorie, lass uns loslegen!
Wie das Internet funktioniert
So sieht ein Raum mit Servern aus Foto: Adobe Stock
Mit einem Freund oder der Oma videotelefonieren, schnell eine WhatsApp-Nachricht verschicken, ein Video auf Youtube schauen oder Spiele online zocken: Auch du hast mit Sicherheit schon Bekanntschaft mit dem Internet gemacht. Damit zu leben und zu arbeiten, gehört zu den normalsten Dingen auf der Welt. Hinter dem Internet steckt allerdings eine sehr komplizierte Technik. Einfach gesagt, ist das Internet die Zusammenarbeit von unzähligen Computern. Diese tauschen Informationen aus. Das Wort „Internet“ sagt dir schon, wie das Internet funktioniert: „Inter“ heißt „zwischen zwei oder mehreren“ und „net“ ist englisch und bedeutet Netz. Somit bedeutet der Name so viel wie Netz zwischen mehreren Menschen oder Computern. Informationen werden also von einem Computer zu einem anderen gesendet. Besonders große Computer werden auch Rechner genannt.
Wie ist das Internet aufgebaut?
Das Internet besteht aus vier wichtigen Teilen:
Server (sprich: sörwer)
Router (sprich: ruhter)
Kabel
Geräte, mit denen man das Internet nutzt. Das können zum Beispiel Computer, Laptops, Tablets, Handys oder Spielkonsolen sein.
WLAN und Kabel
Zu Hause hast du vielleicht sogenanntes WLAN. Das heißt, du kannst deine Geräte ohne Kabel mit dem Internet verbinden. Die Übertragung von Informationen auf dein Handy funktioniert also kabellos. Müssen die Informationen aber weite Strecken zurücklegen, funktioniert das nicht kabellos. Deshalb braucht man Kabel, über die die Informationen geschickt werden. Auf der ganzen Welt sind solche Kabel verlegt. Viele befinden sich auch unter den Ozeanen im Meeresboden und verbinden die verschiedenen Teile der Welt miteinander. Es gibt aber auch die Möglichkeit, die Informationen über Satelliten zu verschicken. Satelliten, die Informationen versenden, nennt man Kommunikationssatelliten.
Was ist ein Server genau?
Ein Server ist sozusagen ein Computer ohne Bildschirm. Auf ihm sind Informationen gespeichert, die sich andere Computer holen können. Übersetzt aus dem Englischen heißt Server so viel wie „Diener“. Er dient anderen also mit Informationen.
Was ist ein Router?
Ein Router ist ein Gerät, das viele von uns auch daheim haben. Es sorgt dafür, dass du ins Internet kannst, um dort die Informationen, die du haben willst, zu bekommen. Wenn du auf dem Computer zum Beispiel einen Film suchst, sucht der Router bei dir daheim diesen Film im weltweiten Netzwerk. Und sorgt dann dafür, dass der richtige Film bei dir auf dem Computer landet. Der Router kümmert sich sozusagen darum, dass sich die Informationen nicht im Netz verirren und so schnell wie möglich bei dir daheim ankommen.
Weltweites Netzwerk
Viele große Firmen und Organisationen haben ihre eigenen Server, auf denen sie Informationen speichern und zum Austausch anbieten. Einige Firmen davon kennst du bestimmt: Instagram, WhatsApp, Snapchat (sprich: snäp-tschät), Google (sprich: guhgl) oder Facebook (sprich: fäisbukk). Die Server dieser Unternehmen sind so groß, dass sie Hallen in der Größe von ganzen Fußballfeldern füllen. Um diese Informationen nutzen zu können, brauchst du nicht nur ein Gerät und einen Router, sondern auch noch einen Internetanbieter, einen sogenannten Provider (sprich: prowaider). Ein Provider ist eine Firma, die dir den Zugang zum Internet ermöglicht. Bei uns sind das oft die Telefonanbieter. Sie stellen gegen Bezahlung auch den Router zur Verfügung.
Warum gibt es im Internet Adressen?
Im Internet gibt es eine unvorstellbare Menge an Daten und Informationen. Damit man sich nicht in dieser Menge verirrt, gibt es Adressen. Auch euer Computer daheim hat eine sogenannte IP-Adresse (sprich: ai pih), also eine Anschrift, die aus Zahlen besteht. So kann euer Computer von anderen Rechnern gefunden werden und Daten können ausgetauscht werden. Weil es bei der Suche im Internet zu schwierig ist, sich die Zahlenreihen der einzelnen Computer zu merken, wird jeder dieser IP-Adressen auch noch ein Name zugeordnet. www. ist dann die Adresse, die du in deinen Computer eingibst, wenn du auf Youtube (sprich: jutjuhb) willst. Auch diese Adresse ist nach klaren Vorgaben aufgebaut.
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