Kapitel 12

Internetverbindungsprotokolle und -technologien in den 90er Jahren

Das Netzwerk nimmt Gestalt an

Die Explosion des World Wide Web in den 1990er Jahren wurde durch eine solide Grundlage von Kommunikationsprotokollen und einer Vielzahl von Verbindungstechnologien unterstützt, die einer immer größeren Anzahl von Benutzern den Zugriff auf das globale Netzwerk ermöglichten. Schauen wir uns diese Schlüsselelemente genauer an.

12.1 Grundlegende Internetprotokolle:
Die gemeinsame Sprache des Netzwerks

Mehrere standardisierte Protokolle ermöglichten es Computern, über das Internet zu kommunizieren. Hier sind die Hauptprotagonisten:

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Diese Protokollfolge ist die eigentliche Grundlage des Internets. IP (Internet Protocol): Verantwortlich für die Adressierung (Zuweisung einer eindeutigen IP-Adresse an jedes verbundene Gerät) und das Routing (Weiterleitung von Datenpaketen über das Netzwerk an ihr Ziel). IP funktioniert auf der Netzwerkebene (Schicht 3 des OSI-Modells). TCP (Transmission Control Protocol): Es arbeitet auf einer höheren Ebene (Schicht 4 des OSI-Modells) und ist dafür verantwortlich, eine zuverlässige Verbindung zwischen zwei Hosts herzustellen, die Daten in Pakete aufzuteilen, sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß und fehlerfrei am Ziel ankommen, und sie wieder zusammenzusetzen. TCP ist verbindungsorientiert. Entwicklung: TCP/IP ist nach wie vor das Grundprotokoll des Internets und hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt, um neue Anforderungen zu unterstützen, wie z. B. IPv6 für die Zunahme verfügbarer Adressen.
IP (Internetprotokoll): Verantwortlich für die Adressierung (Zuweisung einer eindeutigen IP-Adresse an jedes verbundene Gerät) und das Routing (Weiterleitung von Datenpaketen über das Netzwerk zum Ziel). IP funktioniert auf der Netzwerkebene (Schicht 3 des OSI-Modells).
TCP (Transmission Control Protocol): Es arbeitet auf einer höheren Ebene (Schicht 4 des OSI-Modells) und ist dafür verantwortlich, eine zuverlässige Verbindung zwischen zwei Hosts herzustellen, die Daten in Pakete aufzuteilen, sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß und fehlerfrei am Ziel ankommen, und sie wieder zusammenzusetzen. TCP ist verbindungsorientiert.
Entwicklung: TCP/IP ist nach wie vor das Grundprotokoll des Internets und hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt, um neue Anforderungen zu unterstützen, wie z. B. IPv6 für die Zunahme verfügbarer Adressen.
DNS (Domain Name System): Dieses System übersetzt für Menschen lesbare Domainnamen (z. B. google.com) in numerische IP-Adressen (z. B. 172.217.160.142), die Computer für die Kommunikation benötigen. Ein DNS-Server empfängt eine Anfrage mit einem Domänennamen und antwortet mit der entsprechenden IP-Adresse. Die verteilte Architektur von DNS gewährleistet die Skalierbarkeit und Robustheit des Systems.
HTTP (HyperText Transfer Protocol): Das Protokoll, auf dem das World Wide Web basiert. Es definiert, wie Browser (HTTP-Clients) Webseiten und andere Ressourcen von Webservern (HTTP-Servern) anfordern und wie Server auf diese Anfragen reagieren und die Daten übertragen (normalerweise im HTML-Format). Frühe Versionen von HTTP (wie HTTP/1.0) waren ziemlich einfach, mit einer Anfrage für jede Ressource.
FTP (File Transfer Protocol): Wird zum Übertragen von Dateien zwischen Computern über ein TCP/IP-Netzwerk verwendet. Ein FTP-Client stellt eine Verbindung zu einem FTP-Server her und kann Dateien hoch- oder herunterladen. FTP verwendet separate Verbindungen für Steuerung (Befehle) und Daten.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Das Standardprotokoll zum Senden von E-Mails zwischen E-Mail-Servern. Ein E-Mail-Client (oder Server) verwendet SMTP, um eine Nachricht an einen ausgehenden E-Mail-Server zu senden, der sie dann an den Zielserver weiterleitet.
POP (Post Office Protocol) und IMAP (Internet Message Access Protocol): Protokolle, die von E-Mail-Clients zum Abrufen von Nachrichten von eingehenden E-Mail-Servern verwendet werden. POP: Lädt Nachrichten auf den Computer des Benutzers herunter und löscht sie in der Standardkonfiguration vom Server. Die gängigsten Versionen in den 1990er Jahren waren POP2 und POP3. IMAP: Ermöglicht Benutzern den direkten Zugriff auf Nachrichten direkt auf dem Server und hält sie zwischen verschiedenen Geräten synchronisiert. IMAP wurde Ende der 1990er Jahre aufgrund seiner größeren Flexibilität immer beliebter.
POP: Lädt Nachrichten auf den Computer des Benutzers herunter und löscht sie in der Standardkonfiguration vom Server. Die gängigsten Versionen in den 1990er Jahren waren POP2 und POP3.
IMAP: Ermöglicht Benutzern den direkten Zugriff auf Nachrichten direkt auf dem Server und hält sie zwischen verschiedenen Geräten synchronisiert. IMAP wurde Ende der 1990er Jahre aufgrund seiner größeren Flexibilität immer beliebter.

12.2 Internetverbindungstechnologien in den 1990er Jahren:
Das Geschwindigkeitsdilemma

In den 1990er Jahren ermöglichten verschiedene Technologien den Benutzern die Verbindung mit dem Internet, jede mit ihren eigenen Merkmalen in Bezug auf Geschwindigkeit, Kosten und Verfügbarkeit:

Einwahl (Modem): Die beliebteste Technologie zu Beginn des Jahrzehnts. Ein analoges Modem wandelte digitale Computerdaten in analoge Signale um, die über das öffentliche Telefonnetz (PSTN) übertragen werden konnten. Ein weiteres Modem am Ende des ISP-Servers wandelte das analoge Signal wieder in digitale Daten um. Geschwindigkeit: Typische Geschwindigkeiten lagen zwischen 28,8 kbps und 56 kbps (mit der Einführung des V.90-Standards Ende der 1990er Jahre). Vorgang: Durch Belegung der Telefonleitung wurde eine temporäre Verbindung (leitungsvermittelt) hergestellt. Entwicklung: Modems entwickelten sich mit schnelleren Standards, blieben jedoch durch die analoge Natur des traditionellen Telefonnetzes begrenzt.
Geschwindigkeit: Typische Geschwindigkeiten lagen zwischen 28,8 kbps und 56 kbps (mit der Einführung des V.90-Standards Ende der 1990er Jahre).
Vorgang: Durch Belegung der Telefonleitung wurde eine temporäre Verbindung (leitungsvermittelt) hergestellt.
Entwicklung: Modems entwickelten sich mit schnelleren Standards, blieben jedoch durch die analoge Natur des traditionellen Telefonnetzes begrenzt.
ISDN (Integrated Services Digital Network): Eine leitungsvermittelte digitale Netzwerktechnologie. Es bot digitale Kanäle zur Daten-, Sprach- und Videoübertragung. Rate: Die gebräuchlichste Konfiguration für den Internetzugang war das Basic Rate Interface (BRI), das zwei „B“-Kanäle mit jeweils 64 kbit/s (insgesamt 128 kbit/s) und einen „D“-Kanal mit 16 kbit/s für die Signalisierung bereitstellte. Betrieb: Erforderliche dedizierte ISDN-Telefonleitungen und ein ISDN-Modem. Entwicklung: ISDN bot schnellere Geschwindigkeiten als die Einwahl und war zuverlässiger, aber es war teurer und nicht überall verfügbar.
Rate: Die häufigste Konfiguration für den Internetzugang war das Basic Rate Interface (BRI), das zwei „B“-Kanäle mit jeweils 64 kbit/s (insgesamt 128 kbit/s) und einen „D“-Kanal mit 16 kbit/s für die Signalisierung bereitstellte.
Betrieb: Erforderliche dedizierte ISDN-Telefonleitungen und ein ISDN-Modem.
Entwicklung: ISDN bot höhere Geschwindigkeiten als die Einwahl und war zuverlässiger, aber es war teurer und nicht überall verfügbar.
DSL (Digital Subscriber Line): Eine Familie von Technologien, die normale Kupfertelefonleitungen zur Übertragung digitaler Daten mit hoher Geschwindigkeit nutzten. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): Die häufigste Variante für den Privatanschluss. Es war asymmetrisch, was bedeutet, dass die Download-Geschwindigkeit (zum Benutzer) deutlich schneller war als die Upload-Geschwindigkeit (vom Benutzer). Dies war ideal zum Surfen im Internet und zum Herunterladen von Inhalten. Frühe Implementierungen boten Download-Geschwindigkeiten von einigen hundert Kbit/s bis 1–2 Mbit/s. SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) und HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line): Andere DSL-Varianten boten symmetrische Geschwindigkeiten (gleicher Download und Upload) und wurden eher von Unternehmen genutzt, die mehr Upload-Bandbreite benötigten. So funktionierte es: Verwendete unterschiedliche Frequenzen auf der Telefonleitung für Sprache und Daten, sodass Sie gleichzeitig Telefon und Internet nutzen konnten. Erforderlich ist ein DSL-Modem. Entwicklung: DSL-Technologien haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt, wobei Varianten wie ADSL2+ und VDSL viel schnellere Download-Geschwindigkeiten bieten.
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): Die häufigste Variante für den Privatanschluss. Es war asymmetrisch, was bedeutet, dass die Download-Geschwindigkeit (zum Benutzer) deutlich schneller war als die Upload-Geschwindigkeit (vom Benutzer). Dies war ideal zum Surfen im Internet und zum Herunterladen von Inhalten. Frühe Implementierungen boten Download-Geschwindigkeiten von einigen hundert Kbit/s bis 1–2 Mbit/s.
SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) und HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line): Andere DSL-Varianten boten symmetrische Geschwindigkeiten (gleicher Download und Upload) und wurden eher von Unternehmen genutzt, die mehr Upload-Bandbreite benötigten.
So funktionierte es: Verwendete unterschiedliche Frequenzen auf der Telefonleitung für Sprache und Daten, sodass Sie gleichzeitig Telefon und Internet nutzen konnten. Erforderlich ist ein DSL-Modem.
Entwicklung: DSL-Technologien haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt, wobei Varianten wie ADSL2+ und VDSL viel schnellere Download-Geschwindigkeiten bieten.
Kabel-Internet: Nutzung der vorhandenen Infrastruktur koaxialer Kabelfernsehnetze, um Zugang zum Internet bereitzustellen. Geschwindigkeit: Bietet schnellere Download-Geschwindigkeiten als Einwahlverbindungen und oft vergleichbar mit oder schneller als frühes DSL. Die Geschwindigkeiten können je nach Anzahl der Benutzer, die sich die Bandbreite in einem bestimmten Netzwerksegment teilen, variieren. So funktionierte es: Für die Verbindung des Computers mit dem Kabelnetzwerk war ein Kabelmodem erforderlich. Entwicklung: Die Technologie hinter dem kabelgebundenen Internet hat sich mit Standards wie DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) weiterentwickelt, um Geschwindigkeit und Effizienz zu erhöhen.
Geschwindigkeit: Bietet schnellere Download-Geschwindigkeiten als Einwahlverbindungen und oft vergleichbar oder schneller als frühes DSL. Die Geschwindigkeiten können je nach Anzahl der Benutzer, die sich die Bandbreite in einem bestimmten Netzwerksegment teilen, variieren.
So funktionierte es: Für die Verbindung des Computers mit dem Kabelnetzwerk war ein Kabelmodem erforderlich.
Entwicklung: Die Technologie hinter dem kabelgebundenen Internet hat sich mit Standards wie DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) weiterentwickelt, um Geschwindigkeit und Effizienz zu erhöhen.
Dedizierte Mietleitungen: Telefonleitungen, die einem einzelnen Benutzer vorbehalten sind und eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit garantierter Bandbreite ermöglichen. Sie waren teuer und wurden hauptsächlich von Unternehmen und Organisationen genutzt, die zuverlässige Verbindungen mit hoher Kapazität benötigten. T1: Eine digitale Schaltung, die Daten mit einer Geschwindigkeit von 1.544 Mbit/s überträgt. Es war ein allgemeiner Standard für Geschäftsverbindungen und Internetdienstanbieter. T2: Eine digitale Verbindung mit einer Kapazität von 6.312 Mbit/s. Es ist weniger verbreitet als T1 und wurde von Organisationen mit höherem Bandbreitenbedarf verwendet. T3: Eine digitale Schaltung mit hoher Kapazität und einer Geschwindigkeit von 44.736 Mbit/s. Wird hauptsächlich von Internet-Backbone-Anbietern und großen Institutionen verwendet. Entwicklung: Diese dedizierten Leitungen haben sich zu noch schnelleren Standards wie der OC-Serie (Optical Carrier) weiterentwickelt, mit Geschwindigkeiten von Gigabit pro Sekunde und mehr unter Verwendung von Glasfasern.
T1: Eine digitale Schaltung, die Daten mit einer Geschwindigkeit von 1.544 Mbit/s überträgt. Es war ein allgemeiner Standard für Geschäftsverbindungen und Internetdienstanbieter.
T2: Eine digitale Verbindung mit einer Kapazität von 6.312 Mbit/s. Es ist weniger verbreitet als T1 und wurde von Organisationen mit höherem Bandbreitenbedarf verwendet.
T3: Eine digitale Schaltung mit hoher Kapazität und einer Geschwindigkeit von 44.736 Mbit/s. Wird hauptsächlich von Internet-Backbone-Anbietern und großen Institutionen verwendet.
Entwicklung: Diese dedizierten Leitungen haben sich zu noch schnelleren Standards wie der OC-Serie (Optical Carrier) weiterentwickelt, mit Geschwindigkeiten von Gigabit pro Sekunde und mehr unter Verwendung von Glasfasern.

12.3 Entwicklung im Laufe der Zeit:

In den 1990er Jahren kam es zu einem fortschreitenden Übergang von langsamen, aber allgegenwärtigen DFÜ-Verbindungen zu schnelleren Technologien wie ISDN, DSL und Kabelinternet, deren Verfügbarkeit allmählich zunahm. Mietleitungen blieben eine Lösung für Unternehmen mit besonderen Bandbreitenanforderungen. Dank des technologischen Fortschritts und der wachsenden Nachfrage nach immer datenreicheren Online-Inhalten stiegen die Verbindungsgeschwindigkeiten stetig an.

Internetprotokolle lieferten die Regeln für die Kommunikation, während verschiedene Verbindungstechnologien die physischen Mittel für den Zugriff auf das globale Netzwerk boten. Die 1990er Jahre waren eine Zeit intensiver Entwicklung in beiden Bereichen. Zu Beginn des Jahrzehnts dominierte die Einwahl, und gegen Ende tauchten die ersten Formen von Breitband auf, was den Grundstein für das schnelle Wachstum und die Transformation des Internets im neuen Jahrtausend legte.