Selbst ein scheinbar so unreglementiertes Netzwerk wie das Internet benötigt zumindest im technischen Bereich einige Spielregeln, die für einen geordneten Nachrichtenaustausch zwischen den beteiligten Computern sorgen. Diese Regeln werden als Protokolle bezeichnet. Das wichtigste Protokollpaar im Internet ist TCP/IP; TCP steht dabei für Transmission Control Protocol, IP für Internet Protocol.
Auch wenn es etwas kurios erscheinen mag: Zur Erklärung von TCP/IP ist die allseits bekannte Post didaktisch ausgezeichnet geeignet. Wie bereits erwähnt, beruht das Funktionsprinzip des Internet darauf, daß Nachrichten auf ihrem Weg vom Absender zum Empfänger von Rechner zu Rechner weitergeleitet werden. Ein Brief, der z. B. in Freistadt eingeworfen wird und an einen Empfänger in Neusiedl am See adressiert ist, wird vom Postamt in Freistadt über die Verteilerpostämter in Linz und Wien zum Zustellpostamt Neusiedl befördert. Den Postämtern entsprechen im Internet die Router, mit spezieller Software ausgestattete Computer, die die verschiedenen Teile des Netzes miteinander verbinden.
Wie der Brief bei der Post legt auch das Nachrichtenpaket im Internet die einzelnen Teilstrecken nicht alleine, sondern gemeinsam mit Tausenden anderen Paketen zurück. Die Leitung ist also nicht wie etwa beim Telefonieren während der Übertragung nur für einen Benutzer reserviert. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch die Tatsache, daß der Brief einer von der Postverwaltung exakt vorgegebenen Strecke folgt, während der Nachricht im Internet hunderte verschiedene Wege zur Verfügung stehen. (Das war ja der ursprüngliche Entwicklungsgedanke des Internet.) Heute sendet jeder Router das Paket in Richtung Empfänger über jene Leitung weiter, die zur Zeit am wenigsten ausgelastet ist und sorgt damit für die schnellstmögliche Übermittlung.
So wie für die Zustellung eines Briefes die Anschrift des Empfängers am Kuvert angegeben sein muß, benötigt auch das Nachrichtenpaket die Adresse des empfangenden Computers, IP-Adresse genannt. Diese wird am Beginn der zu übertragenden Nachricht eingefügt und kann so von jedem Router gelesen werden. IP-Adressen bestehen aus vier Zahlen, die durch Punkte voneinander getrennt sind. Ein typisches Beispiel für eine IP-Adresse ist 140.78.62.65, sie bezeichnet den World Wide Web-Server der Abteilung für Berufs- und Wirtschaftspädagogik an der Universität Linz.
Abbildung 2.2: Daten mit IP-Umschlag
Die gesamte IP-Adresse setzt sich aus der Netzadresse und der Hostadresse zusammen, die meistens aus jeweils zwei der vier Zahlen bestehen. Die Netzadresse, sie wird von einer zentralen Instanz in den USA vergeben, bezeichnet einen abgegrenzten Teil des Internet. So steht z. B. 140.78 aus obigem Beispiel für das Subnetz der Universität Linz. Innerhalb eines Subnetzes erhält jeder Rechner mit Internet-Anschluß eine eindeutige Nummer, die Hostadresse. (Als Host wird im Internet jeder Rechner bezeichnet, der einen Dienst anbietet, siehe auch Kapitel 2.3.) Sie ist in unserem Beispiel 62.65 und wird wieder von einer Verwaltungsstelle, hier vom Zentralen Informatikdienst der Universität Linz, vergeben.
Durch das System der IP-Adressen kann jeder einzelne Computer im Internet eindeutig identifiziert werden. Damit ist auch der Datenaustausch zwischen den Rechnern kein Problem mehr, wäre da nicht eine ganz entscheidende Einschränkung: Die mit einer IP-Adresse versehenen Datenpakete dürfen aus hardwaretechnischen Gründen nicht mehr als 1500 Zeichen enthalten, der Großteil der übertragenen Nachrichten ist jedoch länger. Die Lösung liegt auf der Hand: Man zerteilt einfach längere Informationen in einzelne Pakete, die der Einschränkung genügen. Diese Pakete schickt man unabhängig voneinander durch die Leitungen und setzt sie am Zielort wieder zur ursprünglichen Information zusammen.
Damit ist allerdings unmittelbar ein weiteres Problem verbunden. Jedes der Datenpakete kann einen anderen Weg nehmen, und somit kann es vorkommen, daß Paket Nr. 2 das Paket Nr. 1 auf der Reise überholt. Darüber hinaus können aufgrund technischer Probleme auch einzelne Pakete ihr Ziel überhaupt nicht erreichen.
Diese Probleme werden mit Hilfe von TCP gelöst, das den Vorgang der Datenübertragung überwacht. Die einzelnen Pakete werden durchnumeriert und am Zielort gemäß ihrer Nummern wieder aneinandergefügt. Fehlt ein Paket, etwa weil es unterwegs verloren gegangen ist, so wird es einfach neuerlich angefordert. Somit ist für alle Internet-Teilnehmer ein sicherer Datenverkehr gewährleistet.
Mit Hilfe der IP-Adressen könnte man jeden beliebigen Host im Internet erreichen, sofern man die entsprechende Zahlenkombination kennt. Da der Mensch sich scheinbar sinnlose Zahlenkolonnen aber wesentlich schwerer merken kann als Namen, wurde das Domain Name System (DNS) entwickelt. Der Host 140.78.62.65 von oben hat beispielsweise den wesentlich sprechenderen Namen www.wipaed. uni-linz.ac.at. Dieser Name besteht aus der Angabe der einzelnen Domains, die durch Punkte voneinander getrennt sind.
Domainnamen liest man am besten von rechts nach links, da so der Host schrittweise identifiziert wird. Die Buchstabenkombination at am Ende des Namens bedeutet, daß der Rechner in Österreich steht, ac steht für academic, d. h. ein Host im universitären Bereich irgendwo innerhalb Österreichs. Die nächste Einschränkung ist uni-linz und innerhalb der Universität der Bereich wipaed. Der World Wide Web-Server selbst heißt www, seine Bezeichnung bildet den vordersten Teil des Domainnamens (siehe Abbildung 2.3).
Abbildung 2.3: Beispiel eines Domainnamens
Die formal oberste Stelle für die Vergabe der Domainnamen im Internet ist InterNIC in den Vereinigten Staaten. Da diese verständlicherweise den weltweiten Ansturm nicht bewältigen kann, werden verschiedene IP-Adreßbereiche und die zugehörigen Domains zur Vergabe an lokale Organisationen delegiert. Für Europa ist die oberste Stelle z. B. D-NIC in Deutschland, für den akademischen Bereich in Österreich (ac.at) ist es das EDV-Zentrum der Universität Wien. Für alle Domains der Universität Linz, also für alle Domainbezeichnungen links von uni-linz stehend, ist der Zentrale Informatikdienst der Universität Linz zuständig. Für private bzw. kommerzielle Internet-Teilnehmer dürfen auch die Provider (Organisationen, die den Zugang zum Internet herstellen und dafür Gebühren verrechnen, z. B. Ping, Netway etc.) Domainnamen zuteilen.
Eine besondere Rolle spielen die Top Level Domains wie z. B. at. Sie sind zweistellige Länderkennungen, die im Rahmen der ISO-Norm 3166 international vereinbart wurden (vgl. [9], Seite 28 ff). Tabelle 2.1 gibt einen kleinen Überblick über die für uns wichtigsten Top Level Domains. Eine vollständige Liste ist in vielen Büchern über das Internet, oder natürlich auch im Internet selbst zu finden.
Tabelle 2.1: Top-Level Domains
Die einzige Ausnahme stellen die Vereinigten Staaten dar. Sie verwenden kaum die ihnen zugewiesene Länderkennung us, sondern weiterhin die ursprünglichen Top Level Domains, die festgelegt wurden, als das DNS erfunden wurde und sich erst auf wenige Hosts erstreckte. Tabelle 2.2 zeigt daher die Top Level Domains, die auf die USA hinweisen.
Tabelle 2.2: Top-Level Domains der USA
Leider wird dieses so einfache Prinzip der Lokalisierung von Domains im Zuge der Kommerzialisierung des Internet heute zunehmend unterwandert. So ist es beispielsweise durchaus möglich, daß der Rechner www.oesterreich.com in Wirklichkeit ebenfalls in Österreich steht.
Die Umsetzung der für den Menschen lesbaren Domainnamen in die für die Maschine lesbaren IP-Adressen erfolgt durch Name Server. Diese stellen einfach eine Liste mit den wechselseitigen Zuordnungen zur Verfügung. Der Name Server für alle Hosts an der Universität Linz wird beispielsweise vom Zentralen Informatikdienst betreut. Ein Domainname wird solange von Name Server zu Name Server weitergereicht, bis einer die zugeordnete IP-Adresse kennt und dem anfragenden Rechner mitteilen kann. Dieser kann mit der Information die gewünschte Verbindung aufbauen und damit die unterschiedlichen Dienste, die im folgenden Kapitel vorgestellt werden, anbieten.