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Wie funktioniert das Internet?

Wie funktioniert das Internet?

Sie sind in Italien in den Ferien und sitzen in einem netten Café. Sie haben schon einige tolle Bilder an der toskanischen Riviera schiessen können und entschliessen sich, die Fotos Ihrem Zürcher Freund Peter zu schicken - zum Glück gibt’s kostenloses Wi-Fi im Café!

Zunächst einige Netzwerk-Basics

Bevor wir in die Materie einsteigen, wie die E-Mail so schnell in Peters Posteingang gelangt ist, müssen wir einige physikalische Netzwerkkomponenten verstehen.

Netzwerke sind Gruppen von verbundenen Geräten. Alle Geräte, die mit einem Netzwerk verbunden sind, nennt man Netzwerkknoten. Die bekanntesten Netzwerke umfassen folgende Netzwerkknoten:

  • Netzwerkkarten/Netzwerkadapter
  • Switches (“Schalter”)
  • Router (“Verteiler”)
  • Wireless Access Point (“Funk-Zugangspunkt”)

1. Netzwerkkarten

Netzwerkkarten nennt man auch Netzwerkadapter. Das ist eine Hardware, die in allen Computern integriert ist – wie auch in Ihrem Laptop oder PC. Die Netzwerkkarte ist per se kein Netzwerkknoten – sondern erlaubt es den Computern und anderen elektronischen Geräten, sich mit einem Netzwerk als Netzwerkknoten zu verbinden.

2. Switches (“Schalter”)

Switches sind unabdingbare Netzwerkknoten, welche Nachrichten zwischen den Netzwerkknoten, welche sich im selben Netzwerk befinden, verschicken. Dies schaffen sie, indem sie schnell Verbindungsstellen kreieren und wieder löschen können. Sie können sich Switches also als “Netzwerk-Manager” vorstellen, die den Informationsfluss zwischen den Geräten gewährleisten – egal, ob die Internetverbindung drahtgebunden oder drahtlos zustande gebracht wurde.

3. Router (“Verteiler”)

Der Router ist das Gerät, welches zwei oder mehrere separate Netzwerke miteinander verbindet. Sie leiten Daten zwischen mehreren Rechnernetzen weiter, bis die Daten ihr Ziel erreicht haben. Die Router, die eine Verbindung von Heimnetzwerken mit dem Internet gewährleisten, nennt man auch Internetrouter. Mit höchster Wahrscheinlichkeit haben Sie so einen auch bei sich Zuhause.

4. Wireless Access Points (“Funk-Zugangspunkt”)

Wireless Access Points erlauben es nahegelegenen Computern und Netzwerkknoten, mit einem drahtlosen Netzwerk zu interagieren. Üblicherweise geschieht das über Wi-Fi. Es handelt sich um Netzwerkknoten, die eine kabellose Datenübertragung zu einem verkabelten Netzwerk ermöglichen.

Multiple Wireless Access Points können miteinander verbunden werden, um die Reichweite der Drahtlosverbindung eines Netzwerks zu erhöhen – praktisch ist dies beispielsweise in einem grossen Gebäude oder auf grossen, öffentlichen Plätzen.

Ein Wireless Access Point ist nicht unbedingt notwendig, um Ihr Gerät mit dem Internet zu verbinden. Die Internetverbindung kann auch komplett verkabelt aufgebaut werden.

Wi-Fi-Verbindung versus Internetverbindung

Die beiden Begriffe werden gern als Synonym verwendet, obwohl sie überhaupt nichts miteinander zu tun haben. Das Wi-Fi hat nur einen Einfluss auf die Verbindungsstärke zu einem Wireless Access Point, der sich in Ihrem lokalen Netzwerk befindet. Die Internetverbindung misst hingegen die Verbindungsstärke des Routers mit dem Internet. So können Sie eine noch so starke Verbindung zu Ihrem Wi-Fi haben und trotzdem keine Internetverbindung – und natürlich auch umgekehrt.

Also, was ist denn nun das Internet im Klartext?

Das Internet ist (einfach ausgedrückt) ein weltweiter Verbund von Netzwerken, die über sogenannte Internet-Protokolle miteinander kommunizieren. Sie können es sich als Netzwerk von einem Netzwerk vorstellen, bei dem alle Netzwerke aus einem Netzwerkknoten bestehen.

Neue Geräte und Technologien ebnen den Weg zu neuen Verbindungsmöglichkeiten mit Netzwerken: durch das Internet. Eine Kombination dieser Möglichkeiten ist die gängigste Variante.

1. Verkabeltes Internet

Das ist die meistgenutzte Verbindungsart. Entsprechende Kabel sind über Tausende von Kilometern hinweg auf der ganzen Welt verlegt worden. Sie reichen von Telefonkabeln (DSL) bis zu Fiberoptik-Kabeln. Durch die Fiberoptik-Kabel können wir übrigens eine Datenübertragung erreichen, die zu 70% so schnell ist wie die Lichtgeschwindigkeit! Der schnellste Weg, sich mit dem Internet zu verbinden.

2. Satelliten-Internet

Menschen mit Satellitenschüsseln auf den Dächern gelangen durch diese auch ins Internet. diese Methode wird oft genutzt, wenn die Gegend nicht verkabelt ist. Das kommt aber nur noch in sehr rar besiedelten Orten oder Drittweltländern vor. Die Internetverbindung via Satellit ist relativ schnell – aber langsamer als die Kabelverbindung.

Würde Peter also eine Satellitenschüssel zur Internetkonnektivität benutzen, muss die E-Mail mit den Fotos im Anhang von Satellit zu Satellit, bis sie den einen Satelliten von Peters Haus erreicht.

3. Mobiles Internet

Die dritte Möglichkeit ist die mobile Internetverbindung. Um eine Verbindung herzustellen, nutzen Smartphones Mobilfunkmasten. Die Mobilfunkmasten sind wiederum mit den physikalischen Kabeln verbunden.

Mobilfunkmasten sind also sozusagen extrem weitreichende Wireless Access Points für Smartphones oder andere datenfähige Geräte.

Smartphones können auch als drahtlose Internetrouter fungieren, indem Sie die “Hotspot”-Funktion auf Ihrem Handy aktivieren. Sie können dann bspw. Ihren Laptop über das Internet Ihres Smartphones per Wi-Fi mit dem Internet verbinden.

Und wie funktioniert das mit der E-Mail?

Wenn Sie Ihren Laptop schliessen und das toskanische Café verlassen, um Ihre Reise fortzusetzen, unternimmt die von Ihnen verschickte Mail ebenfalls eine Reise – eine sehr viel kürzere Reise.

  • Sobald Sie auf “Senden” klicken, schickt die Netzwerkkarte Ihres Laptops die Maildaten zum Wireless Access Point via Wi-Fi. Der Wireless Access Point schickt sie wiederum via Kabel zum lokalen Router des Cafés.

  • Dieser lokale Router schickt die Daten zu einem anderen Router weiter, der sie wieder zu einem anderen Router sendet und so weiter. Das geht so lange, bis die Daten zu Zürcher Kommunikationskabeln gelangen.

  • Dort endet der Weg im Google Datencenter (da Peter Gmail benutzt). Google sendet eine Mitteilung auf Peter’s Computer, dass er eine neue E-Mail erhalten hat.

  • Er öffnet die Mail. Die Maildaten werden vom Google Datencenter auf den Router in Peter’s Wohnung gesendet.

  • Von dort werden die Maildaten durch das Ethernet-Kabel und dann durch die Netzwerkkarte auf Peters Computer geschickt.

  • Nun kann Peter über Ihre Ferienfotos staunen.

Das alles passiert während nur eines Wimpernschlags. Faszinierend, nicht?

Dieser Beitrag wurde in Anlehnung an die Website medium.com sinngemäss übersetzt.