Gliederung

1.  Einleitung  1

2.  Historischer Hintergrund  1

3.  Das OSI-Referenzmodell  3

3.1  Die sieben Schichten des OSI-Referenzmodells  4

3.1.1  Anwendungsschicht  5

3.1.2  Darstellungsschicht  5

3.1.3  Sitzungsschicht  6

3.1.4  Transportschicht  6

3.1.5  Vermittlungsschicht  7

3.1.6  Sicherungsschicht  7

3.1.7  Bitübertragungsschicht  8

4.  TCP/IP Protokoll  8

4.1  IP-Adressierung  8

4.2  IP-Datagramme  9

4.3  Transmission Control Protocol  10

4.4  Drei-Wege-Handshake  11

5.  Domain Name System  12

6.  Uniform Resource Identifier  13

7.  Fazit  13

8.  Literaturverzeichnis  15

1. Einleitung

Das Internet hat sich als neues, beinahe omnipräsentes Leitmedium in den Alltag der Menschen integriert. Es beeinflusst durch seine Struktur die herkömmliche Informations-und Kommunikationstechnologie drastisch. Der Mensch erhält durch das Netz Zugriff auf unvorstellbar große Informationsmengen und kann sie nach Bedarf abrufen. Entfernungen spielen keine Rolle mehr, das Internet ermöglicht es, Daten von anderen Kontinenten durch Netzwerksysteme in Sekundenschnelle einzusehen. Spricht man heute vom Global Village und Globalisierung, so ist das Internet ein entscheidender Faktor für den interkulturellen Austausch. Dabei ist es umso interessanter zu verstehen, wie die Kommunikationsmechanismen hinter diesem gewaltigen Apparat funktionieren und wie aus dem scheinbar so simplen Anwendungen, wie dem verschicken von Einsen und Nullen, ein umfassendes Netzwerk aus Millionen von Endpunkten geworden ist, das über mannigfache Anwendungen miteinander in Verbindung steht. In dieser Arbeit soll zuerst ein Überblick über die Entstehungsgeschichte des Internet, bzw. des Ende der sechziger Jahre eingeführten ARPANET, gegeben werden. Darauf folgt eine Einführung in die sieben Schichten des OSI-Referenzmodells, um die Netzwerkarchitektur grundlegend zu erläutern. Insbesondere wird in den Folgekapiteln auf die Übertragung von Informationen durch Inter-networking mit TCP/IP eingegangen, um zu verdeutlichen, wie Anwendungen im Internet Zieladressen identifizieren können um somit Datentransfer erst ermöglichen. Die letzten beiden Kapitel befassen sich mit einer kurzen Erläuterung des Domain Name Systems und der Uniform Resource Identifiers, um die für den Netzbürger am auffälligsten Verbindungen zum eigentlichen komplexen Kommunikationsmodell zu veranschaulichen. Dies wird aber nicht im Detail ausgeführt, da eine genauere Betrachtung der Übertragungstechniken wichtiger erscheint.

2. Historischer Hintergrund

Die Intention hinter den ersten Computernetzwerken, bestand darin, mehrere Rechner miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen Zugriff auf Peripheriegeräte zu ermöglichen. Ist beispielsweise ein Drucker oder ähnliches an einen Rechner angeschlossen, der sich in einem gemeinsamen Netzwerk befindet, so wird jedem anderen Computer der Zugriff auf diesen ermöglicht. Aber auch externe Festplatten oder weitere Rechengeräte

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stehen dem Zusammenschluss zur Verfügung. So ist jeder Rechner in diesem Netzwerk in der Lage sich auf eine bestimmte Aufgabe zu spezialisieren und bei Bedarf anderer Aktionen, einfach einen der vernetzten Rechner um die Ausführung dieser zu bitten. Nach diesem Prinzip können hohe Kosten für Großrechner eingespart werden, die zwar alle Aufgaben bewältigen können, sich dafür aber nicht spezialisieren und des Weiteren auch erheblich teurer sind. Ebendies machte sich die US-Regierung zunutze und forschte in den 1960er Jahren mit großem Aufwand an der Weiterentwicklung technologischer Netzwerke. Die Advanced Research Projects Agency (ARPA), als Organisation des US-Verteidigungsministeriums, befasste sich zusammen mit Forschungsgruppen einzelner Universitäten mit der Vernetzung von Computersystemen um kosteneffizient große Rechenleistung zu ermöglichen. Aus der Arbeit der Forschungsgruppen entstand 1969 schließlich das, auf der paketvermittelten Kommunikation basierende, ARPANET ¹ . Mittelpunkt der Forschung am ARPANET bildete das Internetworking und ließ die erste Form des Internets entstehen. Die Kernelemente des Wide Area Network ARPANET bildeten die sogenannten Interface Message Processors (IMPs), quasi Vorläufer der heutigen Router. Durch die Vernetzung mehrerer Hosts per IMP gesteuertem Subnetzwerk konnten heterogene Netzwerke bedingt überbrückt und bis dahin nicht kompatible Hard- und Software zusammengeschlossen werden. Ende der sechziger Jahre befanden sich die ersten mitei-nander vernetzten Hosts an den Universitäten in Los Angeles, Santa Barbara, Stanford und Utah. ² Es folgte eine rasante Entwicklung: 1973 wurden erste internationale Knoten in England und Norwegen hinzugefügt und 1975 wurden die Rechner an eine Satellitenverbindung angeschlossen. 1983 erfolgte die Umstellung der NCP-Kommunikationssoftware auf das neue Network Control Protocol (TCP), welches vier Jahre später auf TCP/IP umgestellt wurde. Das damalige Netzwerk wurde 1983 schließlich unterteilt in ein militärisch genutztes Teilnetz und einen zur wissenschaftlichen Kommunikation genutzten zivilen Teilabschnitt. Viele weitere lokale Netzwerke klinkten sich in das ARPANET ein und vergrößerten die Reichweite des Netzwerks. Gegen Ende der achtziger Jahre etablierte sich jedoch das NSFNET, ein Programm der amerikanischen National Science Foundation (NSF), und ermöglichte jedem Studenten an einer amerikanischen Universität einen Hochgeschwindigkeitszugang zum Netzwerk. ³ Dies führte 1989 zur Still-

¹ Vgl.Meinel, Christoph / Sack, Harald: WWW. Berlin & Heidelberg: Springer 2004, S. 25

² Vgl. ebd. S. 27

³ Vgl. ebd. S. 28

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legung des ARPANET, während sich das NSFNET zum zentralen Rückgrat des Internet entwickelte. Erfolgsfaktoren des Internetsiegeszugs waren zum einen der nun gewährleistete breite Zugang für die Öffentlichkeit und die simple Benutzerschnittstelle zum Internet: der WWW-Browser. Als erster grafikfähiger Browser konstituierte sich 1993 der Mosaic-Browser und zwei Jahre später führte Microsoft das Betriebssystem Windows 95 mit dem Internet Explorer ein. Der technische Fortschritt wurde zunehmend durch die Kommerzialisierung des Internets und vor allem des World Wide Web vorangetrieben. Neue Programmiersprachen wurden entwickelt und Benutzeroberflächen wurden an die Bedürfnisse der User angepasst. Seit den Entstehungsjahren des Internet hat sich die Zahl der Internetnutzer nach aktuellen Statistiken auf weltweit rund zwei Milliarden erhöht. ⁴ Protokolle und Standards werden erneuert und verbessert und ermöglichen inzwischen einen simplen Informationsaustausch auf globaler Ebene. Die Entwicklung des Internets zu dem omnipräsenten Kommunikationsnetzwerk, wie wir es heute kennen, wäre nicht möglich gewesen wenn der Informationstransfer nicht stetig optimiert worden wäre. Um eine Vernetzung von Millionen von Endpunkten zu gewährleisten, sind insbesondere die Basisprotokolle Internet Protocol (IP) und Transmission Control Protocol (TCP) von großer Bedeutung. Auch das umfassende OSI-Referenzmodell und die erleichterte Adressierung durch das Domain Name System (DNS), sowie Uniform Resource Identifier (URI) sind Grundbausteine des heutigen Internets.

3. Das OSI-Referenzmodell

Die Absicht hinter Open Systems Interconnection (OSI) ist die Vernetzung von nichtheterogenen, internationalen Computersystemen und das Ermöglichen einer Kommunikation unter diesen. Durch die Bereitstellung kommunikationsbasierter, interaktiver Dienste bei Rechnern von unterschiedlichen Herstellern, werden die Nutzer unabhängig von einzelnen Anbietern gemacht und ihnen wird die Möglichkeit gegeben zwischen beliebigen Computersystemen Informationen auszutauschen. Um eine solche Kommunikation zu ermöglichen muss jeder Rechner an die Normen des Standards angepasst werden. Das siebenschichtige OSI-Referenzmodell beschreibt die Grundlagen für diese Normen.

⁴ Statista GmbH: Anzahl der Internetnutzer weltweit nach Regionen in Millionen im Juni 2010. (URL:

http://de.statista.com/statistik/daten/studie/39490/umfrage/anzahl-der-internetnutzer-weltweit-nach-

regionen/, zuletzt gesichtet am 28.01.2011)

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