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Heute sind bereits viele Millionen von Computern miteinander durch das Internet vernetzt. Was einst als militärisches Forschungsprojekt begann, ist heute aus unserem täglichen Leben kaum noch wegzudenken. Auf T-Shirts, auf Werbeplakaten, im Fernsehen... überall sieht man Internetadressen, die den Surfer auf Firmenseiten locken. Das Internet erlebte in den 90'er Jahren einen Boom, mit dem die damaligen Entwickler nie gerechnet hatten. Eine ungeheure und unüberschaubare Anzahl von Webseiten mit nützlichen und unnützen Informationen aller Art sind über das Internet weltweit abrufbar. Meinungen werden in Newsgroups(1) ausgetauscht, Emails erreichen den Empfänger innert Sekunden und auch der Einkauf kann heute bequem von zu Hause erledigt werden. Sogar Autos und Häuser stehen in sogenannten Onlineauktionen zum Verkauf.
Doch wie funktioniert das alles überhaupt? Wie gelangen die Daten von einem Rechner zum anderen? Und kann man überhaupt sicher sein, dass die Daten an den richtigen Empfänger kommen und ihn überhaupt erreichen? Diese und weitere Fragen versucht diese Arbeit zu beantworten.
1.2 Grundlagen
Damit ein Computer Zugriff auf das Internet erhält, muss er sich meist zuerst mit Hilfe eines Modems oder ISDN Adapters über eine Telefonleitung zu einem ISP(2) einwählen. Sobald der Verbindungsaufbau abgeschlossen ist, kann der Computer durch eine Internetapplikation(3) Daten senden und empfangen. Wie und in welcher Form diese Daten gesendet und empfangen werden, wird in Kapitel 2 und 3 dieser Arbeit beschrieben. Wenn der Anwender z.B. einen Browser(4) startet, um eine Website von einem entfernten Server(5) herunterzuladen und anzuzeigen, dann sendet der Browser zuerst eine Anfrage
(1) Dienst zum Austausch von Meinungen und Wissen
(2) Internet Service Provider, ermöglicht den Zugang zum Intenet
(3) Ein Programm, das für das Internet geschrieben wurde
(4) zeigt Webseiten an, z.B. Netscape Communicator
(5) Ein Computer oder ein Programm, das Daten bereitstellt
an den ISP. Der ISP prüft nun, ob sich der Zielrechner mit dem Dokument, welches die Website enthält, in seinem Netzwerk befindet. Falls ja, dann kann der ISP die Anfrage direkt an den Zielrechner zustellen. Falls nicht, dann leitet er die Anfrage durch einen Router(1) an ein benachbartes, am Zielrechner näher liegendes Netzwerk weiter. Dies geht so lange, bis der ISP des Zielrechners erreicht ist und dieser die Anfrage zustellen kann. Das angeforderte Dokument gelangt dann auf dem gleichen Wege zurück zum anfragenden Rechner und zum Browser, der die Website dann anzeigt. Wie man bei Abbildung 1 sehen kann, besteht zwischen den beiden Rechnern keine direkte Verbindung. Der Datenaustausch zwischen Ihnen geht durch viele verschiedene Netzwerke. Dies mag wie ein langwieriger Vorgang erscheinen, doch normalerweise dauert eine solche Anfrage dank Glasfaser- und Satellitentechnologie und der leistungsfähigen Router der grossen Internetanbieter, die den sogenannten Backbone des Internets darstellen, nur ein paar Zehntelssekunden.
Abbildung 1: Ausgabe des Windows Tools tracert.exe
1.3 Sinn und Zweck von Protokollen
Protokolle legen fest, wie etwas zu geschehen hat. Wenn sich z.B. zwei hohe Staatsleute verschiedener Nationen treffen, dann halten sie sich auch an ein Protokoll welches ihnen vorschreibt, wie sie sich zu verhalten haben. Ohne Protokolle würde sich jeder so verhalten, wie es ihm beliebt. Viele solche Protokolle sind übrigens als ISO-Norm(2) niedergeschrieben.
(1) verbindet zwei Netzwerke miteinander
(2) International Standards Organization, www.iso.ch
Auch im Internet gibt es eine grosse Anzahl an Protokollen, von denen der Anwender normalerweise nichts mitbekommt. Aber nur dank ihnen ist die Kommunikation im Internet überhaupt möglich. Sie legen ganz klar fest, wie der Austausch von Daten zu erfolgen hat. Internetprotokolle sind in Tausenden von RFC(1) Dokumenten niedergeschrieben und können durch das Suchformular bei [4] angezeigt werden.
1.4 Steuer- und Nutzdaten
Alle Übertragungsprotokolle im Internet haben die Gemeinsamkeit, dass sie zwischen Steuer- und Nutzdaten unterscheiden. Steuerdaten sind in vielerlei Hinsicht erforderlich. Sie geben dem Empfänger weitere Informationen über die Art der Übertragung und der Nutzdaten. Es reicht nicht, wenn ein Rechner einfach nur die Nutzdaten verschickt. Er muss ihnen mindestens die Empfängeradresse hinzufügen, damit die Router wissen, wohin sie die Daten zustellen sollen. Vielleicht möchte der empfangende Rechner nach Erhalt eine Bestätigen zurücksenden. Dazu braucht er aber die Adresse des Absenders, die man also auch noch hinzufügen sollte. Auch eine Angabe über das Format der Nutzdaten wäre wünschenswert, damit der Empfänger weiss, ob es sich um die Daten einer Textdatei, eines Dokuments, einer Website, einer Bilddatei oder eines Programm handelt. Steuerdaten sind also unbedingt erforderlich. Es ist aber auch nicht effizient, wenn man zum Übertragen einer Textseite mit Nutzdaten zwei Textseiten Steuerinformationen braucht. Daher sollte man versuchen, möglichst viele Informationen auf kleinstem Platz unterzubringen.
Nun stellt sich nur noch die Frage, wie der Empfänger Steuer- und Nutzdaten voneinander unterscheidet. Dies wird in der Praxis so realisiert, dass der Datenstrom zuerst mit den Steuerinformationen (Header) beginnt und sich dort eine Angabe befindet, an welcher Position die Nutzdaten anfangen.
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