Wie ist das Internet aufgebaut?

Was ist ein Computernetz?

⚠️ Wortdefinition: Computernetz

Unter Computernetzwerk versteht man mindestens zwei miteinander verbundene Computing-Geräte, die Daten austauschen und Ressourcen gemeinsam nutzen können. Diese vernetzten Geräte benutzen ein Regel-System, sogenannte Kommunikationsprotokolle, um Informationen mit physischen oder kabellosen Technologien zu übertragen.

⚠️ Wortdefinition: Internet

Das Internet ist ein weltweiter Zusammenschluss von unabhängigen Computernetzwerken, die miteinander verbunden sind. Die Netzwerke gehören Internetanbietern, Firmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen. Tatsächlich geht das englische Wort „InterNet“ auf dieses Konzept zurück: interconnected networks („miteinander verbundene Netzwerke“).

Wie können zwei oder mehr Computer miteinander verbunden werden?

📝 Auftrag 1: Legeauftrag

Du hast (Magnet-) Knöpfe und Bleistifte. Welche Möglichkeiten gibt es, zwei Computer miteinander zu verbinden? Teste aus.

📝 Auftrag 2: Demonstration

Teste die 6 untenstehenden Arten von Netzwerkverbindungen. Welche Vorteile bzw. Nachteile gbit es? Was passiert bei einem Unterbruch?

Vorteile? Nachteile?

Die 6 wichtigsten Netzwerktopologien im Überblick | Computer Weekly

Internet = vermaschte Netzwerkstruktur

Das Internet hat eine dezentrale, vermaschte Netzstruktur, die sich aus vielen kleineren Netzwerken zusammensetzt, die miteinander verbunden sind.

Es gibt keine zentrale Kontrollinstanz; stattdessen leiten Router die Datenpakete auf verschiedenen Wegen zum Ziel. Diese Architektur macht das Internet widerstandsfähig und ausfallsicher, da der Ausfall einzelner Knoten oder Leitungen den Gesamtdienst nicht beeinträchtigt.

Wichtige Eigenschaften des Internets

Dezentralität: Das Internet ist nicht von einem einzigen Server abhängig, sondern besteht aus einem weit verteilten System von Endgeräten, Routern, Switches und verschiedenen Netzwerken.
Vermaschtes Netz: Viele Knoten sind mehrfach miteinander verbunden, was einen Wegfall einzelner Verbindungen kompensiert und die Daten über alternative Routen weiterleitet.
Hierarchische Struktur: Es existiert eine grobe Hierarchie, die von globalen „Backbones“ (Tier-1-Netze) über große regionale Netze (Tier-2) bis zu lokalen Netzen (Tier-3) reicht.
Paketvermittlung: Daten werden in kleine Pakete zerlegt, die unabhängig voneinander über verschiedene Wege gesendet und am Ziel wieder zusammengesetzt werden.
Standardisierte Protokolle: Eine einheitliche „Sprache“ (Protokolle wie das IP) ermöglicht die Kommunikation zwischen Geräten und Netzwerken unterschiedlicher Art.

Welche Netzwerkarten gibt es?

Das Internet besteht aus vielen Netzwerken, die miteinander verbunden sind.
Man kann diese Netze nach Grösse und Reichweite unterscheiden:

So hängen sie zusammen

[ PAN ] → [ LAN / WLAN ] → [ MAN ] → [ WAN ] → [ GAN (Internet) ]

Dein Laptop ist per WLAN im LAN deiner Schule.
Dieses Schulnetz ist über ein WAN mit anderen Netzen verbunden.
Zusammengenommen ergeben sie das GAN – das globale Internet.

Merksatz für Schüler:

„Vom Kleinen ins Grosse: PAN – LAN – MAN – WAN – GAN – Internet!“

Internet und Netzwerke - Einfach erklärt (3:28)

Wie funktioniert das Internet? (9:12 min)

https://www.youtube.com/watch?v=l_aSMNjx_Fw

Vier wichtige Fachbegriffe

Computernetz
Internet
Backbone
Netzwerkknoten

⚠️ Wortdefinition: Backbone

Ein Backbone ist eine Hauptleitung. Der Backbone ist das sozusagen das Rückgrat (englisch Backbone) eines Netzwerks. Lokale Leitungen verbinden sich mit diesen zentralen Leitungen und speisen ihre Daten ein.

⚠️ Wortdefinition: Netzwerkknoten/Internetknoten

Die Netzwerkknoten des Internets (Internetknoten) dienen als Datenaustauschpunkte im Internet. An einen Internetknoten sind meist mehrere Internetdiensteanbieter angeschlossen, die über die Knoten Daten zwischen ihren unabhängigen Netzwerken austauschen.

Internetknoten werden allgemein auch als „Internet Exchange Point“ kurz IXP bezeichnet. Handelt es sich um Internetknotenpunkte zwischen kommerziellen Internet-diensteanbietern, dann werden diese auch als „Commercial Internet Exchange“ kurz CIX bezeichnet. Weltweit gibt es ca. 340 IXPs (ca. 165 in Europa und ca. 80 in Nordamerika).

Funfact: Der weltweit größte CIX ist der DE-CIX in Deutschland in Frankfurt am Main, an dem mehr als 100 autonome Netzwerke zusammengeschlossen sind.

Karten der Netzwerkknoten

Vier Arten von Verbindungen des Internets

Die Verbindungen zwischen den Internetknoten und den Internetdiensteanbietern werden mit Erdkabel, Seekabeln sowie mit Richtfunk- und Satellitenverbindungen realisiert.

Erdkabel

Seekabel

Richtfunk

Satelliten

Seekabel

Seekabel werden zur interkontinentalen Verbindung von Internetknoten eingesetzt. Sie sind außerordentlich robust hergestellt, da ihre Wartung technisch sehr aufwändig ist. Verlegt werden die Seekabel von Kabelverlegeschiffen und müssen auf Seekarten markiert werden.