## Basis-Standards im Internet

| Das TCP/IP-Protokoll IP-Adressierung Client-Server-Technologie DNS - Domain Name Service Routing und Gateways Selbstorganisation im Internet

## Das TCP/IP-Protokoll

TCP/IP ist der kleinste gemeinsame Nenner des gesamten Datenverkehrs im Internet. Erst durch dieses Protokoll wurde historisch gesehen aus einem begrenzten Netz ein Netz der Netze. Egal, ob Sie Web-Seiten aufrufen, E-Mails versenden, mit FTP Dateien downloaden oder mit Telnet auf einem entfernten Rechner arbeiten: stets werden die Daten auf gleiche Weise adressiert und transportiert. TCP bedeutet Transmission Control Protocol (Protokoll für Übertragungskontrolle), IP bedeutet Internet Protocol.

Wenn Sie eine E-Mail verschicken oder eine HTML-Datei im Web aufrufen, werden die Daten bei der Übertragung im Netz in kleine Pakete zerstückelt. Jedes Paket enthält eine Angabe dazu, an welche Adresse es geschickt werden soll, und das wie vielte Paket innerhalb der Sendung es ist.

Die Adressierung besorgt das IP. Dazu gibt es ein Adressierungsschema, die so genannten IP-Adressen.

Damit die Datenpakete auch wirklich beim Empfänger ankommen, und zwar in der richtigen Reihenfolge, dafür sorgt das TCP. Das TCP verwendet Sequenznummern für die einzelnen Pakete einer Sendung. Erst wenn alle Pakete einer Sendung vollständig beim Empfänger angekommen sind, gilt die Übertragung der Daten als abgeschlossen.

Jeder Rechner, der am Internet teilnimmt, ist mit einer IP-Adresse im Netz angemeldet. Rechner, die ans Internet angeschlossen sind, werden als Hosts oder Hostrechner bezeichnet. Wenn Sie also mit Ihrem PC im Web surfen oder neue E-Mails abholen, sind Sie mit einer IP-Adresse im Internet angemeldet. Ihr Zugangs-Provider, über dessen Hostrechner Sie sich einwählen, kann feste IP-Adressen für Sie einrichten. Große Zugangs-Provider, etwa Online-Dienste wie T-Online oder AOL, vergeben auch personenunabhängig dynamische IP-Adressen für jede Internet-Einwahl. Damit ein Rechner am Internet teilnehmen kann, muss er über eine Software verfügen, die das TCP/IP-Protokoll unterstützt. Unter MS Windows ist das beispielsweise die Datei winsock.dll im Windows-Verzeichnis.

## IP-Adressierung

Eine typische IP-Adresse sieht in Dezimalschreibweise so aus: 149.174.211.5 - vier Zahlen also, getrennt durch Punkte. Die Punkte haben die Aufgabe, über- und untergeordnete Netze anzusprechen. So wie zu einer Telefonnummer im weltweiten Telefonnetz eine Landeskennzahl, eine Ortsnetzkennzahl, eine Teilnehmerrufnummer und manchmal auch noch eine Durchwahlnummer gehört, gibt es auch im Internet eine Vorwahl - die Netzwerknummer, und eine Durchwahl - die Hostnummer.

Der erste Teil einer IP-Adresse ist die Netzwerknummer, der zweite Teil die Hostnummer. Wo die Grenze zwischen Netzwerknummer und Hostnummer liegt, bestimmt ein Klassifizierungsschema für Netztypen. Die folgende Tabelle verdeutlicht dieses Schema. In den Spalten für die IP-Adressierung und einem typischen Beispiel ist die Netzwerknummer (der Vorwahlteil) fett dargestellt. Der Rest der IP-Adresse ist die Hostnummer eines Rechners innerhalb dieses Netzes.

Netztyp | Schema | Typische IP-Adresse
--- | --- | ---
Klasse-A-Netz | `xxx.xxx.xxx.xxx` | `103.234.123.87`
Klasse-B-Netz | `xxx.xxx.xxx.xxx` | `151.170.102.15`
Klasse-C-Netz | `xxx.xxx.xxx.xxx` | `196.23.155.113`

Die oberste Hierarchiestufe bilden die so genannten Klasse-A-Netze. Nur die erste Zahl einer IP-Adresse ist darin die Netzwerknummer, alle anderen Zahlen sind Hostnummern innerhalb des Netzwerks. Bei Netzwerknummern solcher Netze sind Zahlen zwischen 1 und 126 möglich, d.h. es kann weltweit nur 126 Klasse-A-Netze geben. Eine IP-Adresse, die zu einem Klasse-A-Netz gehört, ist also daran erkennbar, dass die erste Zahl zwischen 1 und 126 liegt. Das amerikanische Militärnetz ist beispielsweise so ein Klasse-A-Netz. Innerhalb eines Klasse-A-Netzes kann der entsprechende Netzbetreiber die zweite, dritte und vierte Zahl der einzelnen IP-Adressen seiner Netzteilnehmer frei vergeben. Da alle drei Zahlen Werte von 0 bis 255 haben können, kann ein Klasse-A-Netzbetreiber also bis zu 16,7 Millionen IP-Adressen an Host-Rechner innerhalb seines Netzes vergeben.

Die zweithöchste Hierarchiestufe sind die Klasse-B-Netze. Die Netzwerknummer solcher Netze erstreckt sich über die beiden ersten Zahlen der IP-Adresse. Bei der ersten Zahl können Klasse-B-Netze Werte zwischen 128 und 191 haben. Eine IP-Adresse, die zu einem Klasse-B-Netz gehört, ist also daran erkennbar, dass die erste Zahl zwischen 128 und 191 liegt. Bei der zweiten sind Zahl Werte zwischen 0 und 255 erlaubt. Dadurch sind etwa 16.000 solcher Netze möglich. Da die Zahlen drei und vier in solchen Netzen ebenfalls Werte zwischen 0 und 255 haben dürfen, können an jedem Klasse-B-Netz bis zu ca. 65.000 Hostrechner angeschlossen werden. Klasse-B-Netze werden vor allem an große Firmen, Universitäten und Online-Dienste vergeben.

Die unterste Hierarchie stellen die Klasse-C-Netze dar. Die erste Zahl einer IP-Adresse eines Klasse-C-Netzes liegt zwischen 192 und 223. Die Zahlen zwei und drei gehören ebenfalls noch zur Netzwerknummer. Über zwei Millionen solcher Netze sind dadurch adressierbar. Vor allem an kleine und mittlere Unternehmen mit direkter Internet-Verbindung, auch an kleinere Internet-Provider, werden solche Adressen vergeben. Da nur noch eine Zahl mit Werten zwischen 0 und 255 übrig bleibt, können in einem C-Netz maximal 255 Host-Rechner angeschlossen werden. Eine Zahl davon ist reserviert, also bleiben 254 mögliche Host-Rechner übrig.

Durch die Vergabe dynamischer IP-Adressen pro Einwahl können Netzbetreiber die Anzahl der tatsächlich internet-fähigen Anschlüsse deutlich höher halten, als wenn wirklich nur jeder Rechner eine feste Adresse erhalten würde, egal ob er online ist oder nicht. Ob dieses Adressierungs-Schema jedoch den Anforderungen der Zukunft noch gerecht wird, bezweifeln manche. Es gibt bereits Ideen zu einer Neustrukturierung der Adressierung von Netzen und Hostrechnern.

## Client-Server-Technologie

Für die einzelnen Internet-Dienste wie World Wide Web, Gopher, E-Mail, FTP usw. muss auf einem Hostrechner, der anderen Rechnern diese Dienste anbieten will, eine entsprechende Server-Software laufen. Ein Hostrechner 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 Web-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 Hostrechner. Der Server wertet die Anfrage aus und sendet die gewünschten Daten. Um die Kommunikation zwischen Clients und Servern zu regeln, gibt es entsprechende Protokolle. Client-Server-Kommunikation im Web etwa regelt das HTTP-Protokoll. Ein solches Protokoll läuft oberhalb des TCP/IP-Protokolls ab.

dass ein Client Daten anfordert und ein Server die Daten sendet, ist der Normalfall. Es gibt jedoch auch "Ausnahmen". So kann ein Client nicht nur Daten anfordern, sondern auch Daten an einen Server schicken: zum Beispiel, wenn Sie per FTP eine Datei auf den Server-Rechner hochladen, wenn Sie eine E-Mail versenden oder im Web ein Formular ausfüllen und abschicken. Bei diesen Fällen redet man auch von Client-Push ("Client drängt dem Server Daten auf").

Ein anderer Ausnahmefall ist es, wenn der Server zuerst aktiv wird und dem Client etwas ohne dessen Anforderung zuschickt. Das nennt man Server-Push ("Server drängt dem Client Daten auf"). Einige Technologien wollten diesen Ausnahmefall vor einigen Jahren zu einer Regel erheben mit den so genannten Push-Technologien. Diese Technologien sollten ermöglichen, dass ein Client regelmäßig Daten empfangen kann, ohne diese eigens anzufordern. Das ermöglicht Broadcasting-Dienste wie aktuelle Nachrichten. Netscape und Microsoft Internet Explorer (beide ab Version 4.0) bauten entsprechende Schnittstellen, um solche Dienste in Anspruch zu nehmen. Man kann jedoch von Glück sagen, dass sie sich nicht durchsetzten. Das Internet ist eben nicht Fernsehen, sondern ein Medium, das von der Aktivität der Anwender lebt, nicht von deren Konsumbeflissenheit.

## DNS - Domain Name Service

Computer können mit Zahlen besser umgehen, Menschen in der Regel besser mit Namen. Deshalb hat man ein System ersonnen, das die numerischen IP-Adressen für die Endanwender in anschauliche Namensadressen übersetzt.

Dieses System ist ähnlich wie das der IP-Adressen hierarchisch aufgebaut. Eine Namensadresse (Domain-Name) in diesem System gehört zu einer Top-Level-Domain. Die einzelnen Teile solcher Namensadressen sind wie bei IP-Adressen durch Punkte voneinander getrennt. Namensadressen (Domains) sind beispielsweise yahoo.com, mozilla.org oder teamone.de.

Top-Level-Domains stehen in so einem Domain-Namen an letzter Stelle. Es handelt sich um einigermaßen sprechende Abkürzungen. Die Abkürzungen, die solche Top-Level-Domains bezeichnen, sind entweder Landeskennungen oder Typenkennungen. Beispiele sind:
de = Deutschland
at = Österreich
ch = Schweiz
it = Italien
my = Malaysia
com = Kommerziell orientierter Namensinhaber
org = Organisation
net = Allgemeines Netz
edu = amerikanische Hochschulen
gov = amerikanische Behörden
mil = amerikanische Militäreinrichtungen

Derzeit (Redaktionszeitpunkt des vorliegenden Dokuments) entstehen neue Top-Level-Domains. Geplant sind:

biz = Unternehmen
pro = Berufsgruppen mit Werbeverbot (Anwälte, Steuerberater, Ärtzte usw.)
name = Privatpersonen
info = Informationsdienste aller Art
museum = Museen
aero = Flugunternehmen, Flughäften, Reiseveranstalter usw.
coop = Genossenschaften, Verbände, Organisationen

Zum Redaktionszeitpunkt dieses Dokuments sind info und biz bereits verfügbar, name soll als nächstes folgen.

Jede Top-Level-Domain stellt einen Verwaltungsbereich dar, für den es eine "Verwaltungsbehörde" gibt, die für die Namensvergabe von Domains innerhalb ihres Verwaltungsbereichs zuständig ist. Wenn Sie beispielsweise einen Domain-Namen wie MeineFirma.de beantragen wollen, muss der Antrag an das DENIC (Deutsches Network Information Center) gestellt werden. Kommerzielle Provider erledigen das für Sie, wenn Sie dort einen entsprechenden Service in Anspruch nehmen. Ihren Wunschnamen erhalten Sie aber nur, wenn die Namensadresse noch nicht anderweitig vergeben wurde. Schlaufüchse sind daher auf die Idee gekommen, tausende Domain-Namen für sich zu reservieren, um sie dann an Interessenten weiterzuverkaufen. Mittlerweile gibt es um die Domain-Namen leider schon eine ganze Latte von Schauergeschichten und Rechtsstreitigkeiten. Wenn etwa zwei zufällig gleichnamige Firmen, die sonst nichts miteinander zu tun haben, den gleichen Domain-Namen reservieren lassen wollen, kann nur eine der Firmen den Zuschlag erhalten. Beliebt geworden sind angesichts der Namensknappheit mittlerweile auch längere Namensadressen wie heute-geh-ich-ins-kino.de.

Inhaber von Domain-Namen können nochmals Sub-Level-Domains vergeben. So gibt es beispielsweise eine Domain namens seite.net. Die Betreiber dieser Domain haben nochmals Sub-Domains vergeben, wodurch Domain-Adressen wie java.seite.net oder javascript.seite.net entstanden.

## Routing und Gateways

Im Internet als dem Netz der Netze ist es zunächst nur innerhalb des eigenen Sub-Netzes möglich, Daten direkt von einer IP-Adresse zu einer anderen zu schicken. In allen anderen Fällen, wenn die Daten an eine andere Netzwerknummer geschickt werden sollen, treten Rechner auf den Plan, die den Verkehr zwischen den Netzen regeln. Solche Rechner werden als Gateways bezeichnet. Diese Rechner leiten Daten von Hostrechnern aus dem eigenen Sub-Netz an Gateways in anderen Sub-Netzen weiter und ankommende Daten von Gateways anderer Sub-Netze an die darin adressierten Host-Rechner im eigenen Sub-Netz. Ohne Gateways gäbe es gar kein Internet.

Das Weiterleiten der Daten zwischen Sub-Netzen wird als Routing bezeichnet. Die Beschreibung der möglichen Routen vom eigenen Netzwerk zu anderen Netzwerken sind in Routing-Tabellen auf den Gateway-Rechnern festgehalten.

Zu den Aufgaben eines Gateways gehört auch, eine Alternativ-Route zu finden, wenn die übliche Route nicht funktioniert, etwa, weil bei der entsprechenden Leitung eine Störung oder ein Datenstau aufgetreten ist. Gateways senden sich ständig Testpakete zu, um das Funktionieren der Verbindung zu testen und für Datentransfers "verkehrsarme" Wege zu finden.

Wenn also im Internet ein Datentransfer stattfindet, ist keinesfalls von vorneherein klar, welchen Weg die Daten nehmen. Sogar einzelne Pakete einer einzigen Sendung können völlig unterschiedliche Wege nehmen. Wenn Sie beispielsweise von Deutschland aus eine Web-Seite aufrufen, die auf einem Rechner in den USA liegt, kann es sein, dass die Hälfte der Seite über den Atlantik kommt und die andere über den Pazifik, bevor Ihr Web-Browser sie anzeigen kann. Weder Sie noch Ihr Browser bekommen davon etwas mit.

## Selbstorganisation im Internet

In Anbetracht der Teilnehmerzahl im Internet ist der Verwaltungsaufwand im Netz vergleichsweise klein. Die meisten Endanwender wissen nicht einmal, dass es solche Verwaltungsstellen überhaupt gibt.

Eine gesetzgeberische Institution, wie es sie etwa innerhalb des Verfassungsbereichs eines Staates gibt, gibt es im Internet als weltweitem Verbund nicht. Der Versuch, die ICANN-Behörde als oberste Vergabestelle für Domains und IPs zu etablieren, hat viel Staub aufgewirbelt, aber die Befürchtungen, dass da eine zentralistische Internet-Diktatur entsteht, haben sich bislang nicht bestätigt. Viele Bereiche im Internet beruhen faktisch auf Selbstorganisation. Bei Diensten wie E-Mail gilt beispielsweise das stille Abkommen, dass jeder beteiligte Gateway alle Mails weiterleitet, auch wenn weder Sender noch Empfänger dem eigenen Sub-Netz angehören. Die Kosten trägt zwar der Netzbetreiber, aber da alle ein Interesse am weltweiten Funktionieren des Netzes haben, ist jeder bereit, die anfallenden Mehrkosten zu tragen.

Die Funktionsfähigkeit des Internet basiert also auf der Bereitschaft der Beteiligten, keine Pfennigfuchserei zu betreiben! Großzügigkeit hat das Internet geschaffen, und Kleingeisterei ist der größte Feind der Internet-Idee.

Das Usenet, also der größte Teil der Newsgroups, organisiert sich sogar vollständig selbst, weshalb leidenschaftliche Anhänger dieses System gerne als real existierendes Beispiel für Herrschaftsfreiheit anführen. Die "Verwaltung" findet im Usenet in speziellen Newsgroups statt (solchen, die mit news. beginnen). Dort können beispielsweise Vorschläge für neue Gruppen eingebracht werden, und in Abstimmungen wird darüber entschieden, ob eine Gruppe eingerichtet oder abgeschafft wird.

Offizielle Anlaufstellen gibt es für die Vergabe von Netzwerkadressen und für Namensadressen (DNS). Für die Vergabe von IP-Adressen innerhalb eines Netzwerks ist der jeweilige Netzbetreiber verantwortlich. Dazu kommen Organisationen, die sich um Standards innerhalb des Internets kümmern.

Die Kosten für die Datenübertragungen im Internet tragen die Betreiber der Sub-Netze. Diese Kosten pflanzen sich nach unten fort zu Providern innerhalb der Sub-Netze bis hin zu Endanwendern, die über Provider Zugang zum Internet haben oder Internet-Services wie eigene Web-Seiten nutzen.

Die folgende Liste enthält einige Verweise zu den wichtigsten internationalen und nationalen Organisationen im Internet:

Deutsches Network Information Center (DE-NIC)
Vergabestelle für Domain-Namen unterhalb der Top-Level-Domain .de

International Network Information Center (InterNIC)
Kollaboratives Projekt zwischen AT&T, General Atomics und Network Solutions, Inc. AT&T. Internationale Vergabestelle für Domain-Namen.

The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN)
Organisation für die Schaffung von neuen Top-Level-Domains und für die Vergabe von Subnetzen und IP-Adressräumen.

Internet Architecture Board (IAB)
Organisation zur Dokumentation der Netzstruktur und der grundsätzlichen Abläufe im Internet.

Internet Assigned Numbers Authority (IANA)
Zentrale Koordinationsstelle für Internet-Protokolle

Internet Engineering Task Force (IETF)
Internationale Gemeinschaft von kommerziellen und nicht-kommerziellen Aktiven im Internet mit dem Ziel, technische Standards im Internet vorzuschlagen.

Internet Society
Internationale Organisation für die Kooperation und Koordination von Technologien und Anwendungen im Internet.

W3-Konsortium
Organisation, die speziell die Weiterentwicklung technischer Standards des World Wide Web koordiniert, etwa HTML oder das HTTP-Protokoll.

Vor allem jene Organisationen, die sich um die technische Weiterentwicklung im Internet kümmern, werden zunehmend von großen Software-Firmen wie Microsoft, Netscape oder Sun bestürmt, da diese Firmen ein Interesse daran haben, ihren Software-Produkten und hauseigenen Standards bei Server-Technologien, Programmiersprachen usw. zum Status weltweiter Internet-Standards zu verhelfen. Ob und wie weit es gelingt, im Internet angesichts des entstehenden Milliardenmarkts neue, firmenunabhängige Standards durchzusetzen, die so erfolgreich werden wie HTML oder HTTP, muss die Zukunft zeigen. Derzeit sieht es gar nicht schlecht aus. Die meisten Computer-Konzerne haben begriffen, dass firmenunabhängige Standards ihnen selber letztlich auch mehr bringen. Und der Druck aufgeklärter Anwender, die keine Lust mehr haben, wegen allem und jedem eine neue, proprietäre Software kaufen zu müssen, die nach ein paar Jahren wieder "out" ist und vom Markt verschwindet, wächst ebenfalls.

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