Netz­werk­technik: Der Aufbau des Internets

In unserer Reihe „Netz­werk­technik“ beleuchten wir Fach­be­zeich­nungen und tech­ni­sche Zusam­men­hänge aus den Berei­chen Netz, Standort­vernetzung und Netz­werk-Sicher­heit. Im letzten Beitrag hatten wir erklärt, wie der Versand von E-Mails mit einer TLS-Verschlüs­se­lung abge­si­chert werden kann - hier nach­lesen. Heute beleuchten wir die Struktur des größten Netz­werks der Welt – des Internets.
Das Internet ist allge­gen­wärtig und aus dem modernen Leben nicht mehr wegzu­denken. Für die Nutzung des welt­weiten Netz­werks ist schon lange nicht mehr alleine der PC oder Mac zuständig – ans Internet sind mitt­ler­weile auch Smart­phones, Tablet-PCs, Fern­seher, Spie­le­kon­solen, Autos und  diverse Haus­halts­ge­räte ange­schlossen. Wohin diese Entwick­lung führt und wann (bezie­hungs­weise ob) sie jemals ein Ende hat, weiß wohl niemand so genau. Die welt­weite Vernet­zung wird immer umfas­sender, sorgt für immer mehr Komfort und Bequem­lich­keit und schürt gleich­zeitig die Angst vor Sicher­heits­lü­cken und perma­nenter Über­wa­chung. Grund genug, sich einmal mit der Technik des Inter­nets zu beschäftigen.

Dezen­trale Organisation

Die Netz­struktur des Inter­nets ist dezen­tral. Das bedeutet: Es gibt keine über­ge­ord­nete Instanz, die den Daten­ver­kehr orga­ni­siert; statt­dessen besteht das Internet aus unzäh­ligen kleinen und kleinsten  Netz­werken, die alle­samt über Umwege mitein­ander verbunden sind. Fordert ein Client Daten von einem topo­lo­gisch weit entfernten Server an, müssen Daten­pa­kete meist über zahl­reiche Teil­netze geleitet werden, um schließ­lich an ihrem Bestim­mungsort anzu­kommen. Dieser Vorgang ist für Inter­net­be­nutzer im Normal­fall unsichtbar. Der Vorteil dieser Netz­werk­struktur ist die daraus resul­tie­rende Unemp­find­lich­keit gegen­über Ausfällen einzelner Netz­werke – der Defekt eines Teil­stücks führt nicht zum Ausfall des gesamten Internets.

Daten­aus­tausch: Peering am Internet-Knoten DE-CIX

Die Daten­ströme der Netze verschie­dener Internet-Provider treffen an soge­nannten Internet-Knoten aufein­ander; als welt­weit größter Daten-Austausch­platz gilt der in Frank­furt am Main behei­ma­tete Knoten „DE-CIX“, über den im Durch­schnitt 1,6 Tera­byte Daten pro Sekunde weiter­ge­leitet werden. In diesem Zusam­men­hang kommt dem Begriff „Peering“ beson­dere Bedeu­tung zu: Verschie­dene Internet-Provider tauschen im Allge­meinen Daten kostenlos unter­ein­ander aus – frei nach dem Motto „eine Hand wäscht die andere“. Sollte der Größen­un­ter­schied zwischen den austau­schenden Carriern erheb­lich sein – wie beim Peering zwischen der Telekom und einem kleinen, regio­nalen Provider – verlangt der größere Provider für den Daten­aus­tausch meist einen finan­zi­ellen Beitrag.

Flaschen­hals „Peering“

Es kommt vor, dass der Internet­zugang eines Unter­neh­mens nicht immer die verein­barte Band­breite zur Verfü­gung stellen kann. Das hat einen einfa­chen Grund: Die Band­breite, die im Rahmen des Service Level Agree­ments eines Inter­net­zu­gangs garan­tiert wird, gilt nur für das eigene Netz des entspre­chenden Provi­ders. Wird der Daten­strom via Peering in das Netz eines anderen Anbie­ters weiter­ge­geben, hat der ursprüng­liche Provider keinen Einfluss mehr auf die Netz­qua­lität. Vor allem bei zeit- und leis­tungs­kri­ti­schen Anwen­dungen im Rahmen einer Standort­vernetzung ist es daher lohnens­wert, sich im Vorfeld genau über die vorhan­dene Netz-Infra­struktur eines Provi­ders zu erkundigen.
 
Dieses anschau­liche Youtube-Video erläu­tert grob den Aufbau und die Funk­ti­ons­weise des Internets:

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