Wie funktioniert das Internet? Das Netz zählt für die meisten Menschen zum festen Bestandteil des Alltags. Was ist im Hintergrund passiert, wissen aber die wenigsten. Welche Prozesse laufen ab, wenn man sich am Computer oder Smartphone mit dem Internet verbindet? Hier lest ihr eine einfache Erklärung, die ihr auch ohne technischen Hintergrund versteht.
Wie funktioniert das Internet?
Das Internet ist ein Zusammenschluss aus unzähligen Computernetzwerken, die zu einem einzigen großen Netz zusammengeschlossen sind, indem untereinander Daten ausgetauscht werden. In diesem riesigen Netzwerk kann man E-Mails verschicken, Dateien herunterladen, Filme streamen und auf Webseiten surfen. Alle Dienste, die wir täglich im Internet nutzen, basieren darauf, dass Daten von A nach B transportiert werden. Der Datenaustausch funktioniert zwischen verschiedenen Plattformen. Smartphone, Tablet, PlayStation und PC greifen also auf den gleichen Netzwerkzusammenschluss zu. Das ist der Sinn des Internets.
Das Internet ist wie eine riesige digitale Autobahn, auf der Informationen in Form von Datenpaketen von einem Ort zum anderen reisen. Es ermöglicht uns, miteinander zu kommunizieren, Informationen auszutauschen, zu lernen und zu arbeiten. Dafür benötigt man eine Verbindung zum Internet. Diese lässt sich über verschiedene Wege herstellen, zum Beispiel über ein Modem, WLAN oder Mobilfunknetze. Die Verbindung stellt die erste Stufe dar, um mit dem Netzwerk verbunden zu werden.
Sobald man mit dem Netz verbunden ist, sendet man Anfragen über Geräte, wie Computer oder Smartphones, an spezielle Computer im Internet. Diese werden als Server bezeichnet. Diese Server speichern und verarbeiten die Informationen, die angefordert werden.
Die Anfrage wird dann in kleine Datenpakete aufgeteilt, ähnlich wie Pakete, die über eine reale Autobahn verschickt werden. Jedes Paket enthält Informationen darüber, woher es stammt, wohin es geht sowie den eigentlichen Inhalt der Anfrage. Diese Pakete werden dann über das Internet zu ihrem Ziel transportiert. Sie reisen durch verschiedene Knotenpunkte, die als Router bezeichnet werden. Router sind wie die Kreuzungen auf einer Autobahn, an denen Pakete den besten Weg zum Ziel nehmen. Sobald die Pakete ihr Ziel erreichen, werden sie dort wieder zusammengesetzt und die angeforderten Informationen werden an unser Gerät zurückgesendet. Das geschieht alles in Sekundenbruchteilen, was das Internet so schnell und effizient macht.
Diese Erklärung ist natürlich nur eine sehr einfache Zusammenfassung. In diesem Artikel werden wir nicht auf alle einzelnen technischen Details eingehen, da man damit ganze Bücher füllen könnte. Im Prinzip besteht die Frage „Wie funktioniert das Internet“ aber aus zwei wichtigen Teilfragen:
- Wie ist das Internet aufgebaut?
- Wie finden die Daten den richtigen Weg zum Ziel?
So sieht die Infrastruktur des Internets aus
Das Internet besteht aus vielen einzelnen Netzwerken, also Rechnern, die untereinander verbunden sind. Dazu zählen beispielsweise:
- Netzwerke von Providern
- Firmennetzwerke
- Forschungs- oder Universitätsnetzwerke.
Die einzelnen Rechner werden auch Server genannt – sie speichern die Webseiten, die ihr mit dem Browser aufruft. Die Netzwerke sind untereinander in der Regel mit Glasfaserkabeln und Routern verbunden. Der Zusammenschluss der unterschiedlichen Netzwerke findet an sogenannten Internet-Knoten statt. Dort laufen die Daten aus mehreren hundert Netzwerken zusammen. Dadurch kommt der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Netzwerken zu Stande.
Um eine wirklich störungsfreie internationale Vernetzung zu ermöglichen wurden die Glasfaserkabel als Land- und als Seekabel verlegt. Die Kabel haben ihre enormen Übertragungskapazitäten und sind zudem gut geschützt, sodass eine verlässliche Kommunikation zwischen den einzelnen Internet-Knoten zustande kommt. Außerdem sind noch Satelliten und Richtfunkstrecken ins Internet eingebunden, allerdings läuft nur ein geringer Teil des Datenverkehrs darüber.
Es ist wichtig zu verstehen, dass das Internet aus einem weltweiten Netzwerk von Computern, Servern und Kabeln besteht. Diese Infrastruktur ermöglicht es, Informationen sofort rund um den Globus zu senden und zu empfangen.
Eine Frage, die immer wieder aufkommt: Sind Filmstreams im Internet erlaubt?
Wie kommen die Daten im Internet ans Ziel?
Jedes Mal wenn ihr eine Internet-Adresse in den Browser eingebt, verbindet sich euer Rechner mit einem Server und lädt die Daten der Webseite herunter. Anschließend stellt er sie auf dem Bildschirm dar. Um Zugang ins Internet zu bekommen, benötigt ihr also einen sogenannten Internet-Provider.
Beim Einloggen wählt ihr euch über diesen Anbieter ins Internet ein und erhaltet dabei eine spezielle Zahlenkombination, die IP-Adresse. Diese Adresse ist sozusagen eure „Anschrift“ im Internet. Sie erlaubt es anderen Nutzern, euren Rechner zu finden und ermöglicht den Datenaustausch, z.B. beim Herunterladen von Dateien.
Einige technische Details zur Veranschaulichung
Da sich die Rechner im Internet an ihrer IP-Adresse erkennen, müsstet ihr rein theoretisch jedes Mal eine Zahlenkombination eingeben, wenn ihr eine Webseite aufrufen wollt: Statt www.giga.de also eine Ziffernfolge wie 80.86.80.169. Im Alltag ist nicht praktisch. Schließlich kann sich niemand alle Zahlenkombinationen für die Vielzahl der Seiten im Internet merken. An dieser Stelle kommen die DNS-Server ins Spiel. DNS steht für „Domain Name System“. Diese speziellen Server speichern die Domain-Namen aller Webseiten und wandeln sie in IP-Adressen um. Wenn ihr also www.giga.de in den Browser eingebt, passiert Folgendes:
- Euer Rechner fragt beim DNS-Server die IP-Adresse für die die Adresse www.giga.de ab.
- Der DNS-Server teilt eurem Computer mit: Die IP-Adresse für www.giga.de lautet 80.86.80.169.
- Euer Computer verbindet sich mit dem Server mit der IP-Adresse 80.86.80.169 und bittet um Zusendung der Startseiten-Daten.
- Der Giga-Server schickt die entsprechenden Daten an euren Computer.
So funktioniert die Datenübertragung im Netz
Beim Hin- und Herschicken von Daten im Internet wird ein spezielles Protokoll namens HTTP verwendet. Die Abkürzung steht für Hypertext Transfer Protocol, was auf Deutsch einfach „Übertragungsprotokoll für miteinander verbundene Texte“ bedeutet. Genau das passiert nämlich, wenn ihr im Internet surft: Ihr ruft untereinander verbundene oder verlinkte Seiten auf, die wieder auf andere Seiten verweisen. Heutzutage hat sich das Protokoll HTTPS etabliert. Das S steht für Secure und bedeutet, dass die Verbindung über HTTPS verschlüsselt ist. Gerade wenn ihr sensible Daten übers Internet sendet (persönliche Informationen, Bankdaten, etc.), solltet ihr darauf achten, dass die Verbindung immer über HTTPS erfolgt.
Wie viele Webseiten gibt es überhaupt?
An dieser Frage scheiden sich die Geister. Hauptproblem ist, dass es keine zentrale Instanz gibt, die alle Seiten im Internet listet. Außerdem befinden sich viele Seiten, beispielsweise von Firmen oder Regierungsinstitutionen, im Deep Web und sind überhaupt nicht öffentlich zugänglich. Dazu kommt, dass das Internet ständig im Wandel ist und es inzwischen zahlreiche „tote“ Seiten im Internet gibt. Diese Seiten wurden irgendwann mal angemeldet, werden aber nicht mehr auf den neuesten Stand gebracht und sind deshalb auch inaktiv, obwohl sie immer noch erreichbar sind. Suchmaschinen wie Google bieten zwar eine Art „Katalog“ mit Webseiten, dort sind aber nicht alle Seiten der Welt gelistet. Zum einen schmeißt Google unseriöse Seiten aus den Ergebnissen, zum anderen können auch Webseiten-Betreiber verhindern, dass ihre Seiten in Google gelistet werden. Einer Untersuchung zufolge gab es im Jahr 2021 rund 1,8 Milliarde angemeldete Webseiten. Jährlich sollen 60 Millionen Seiten dazu kommen.
