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Geschichte und-struktur-des-internets-technisch

Präsentation über die Geschichte des Internet von den Anfängen des Internet bis ins Jahr 2015

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Geschichte und-struktur-des-internets-technisch

  1. 1. Geschichte und Struktur des Internet Jan Gerhards (Stand Februar 2015)
  2. 2. Historisches Umfeld: 1960er Jahre • Ein Höhepunkt des kalten Krieges – Gegenseitige Abschreckung mit Atomwaffen – Tatsächlicher Ausbruch eines Atomkrieges erscheint möglich (z.B. 1962 Cuba-Krise) • USA und Sowjetunion wollen Überlegenheit des eigenen Systems beweisen – Raumfahrt (Sputnik, Mondlandung) – Computertechnik – Massive Atomforschung – viele Projekte von der „Advanced Research Projects Agency“ (ARPA) finanziert; ARPA hatte und hat stark militärischen Fokus
  3. 3. 1960: technisches Umfeld • Kommunikation über Telefon und Fernschreiber • Erste Computer – Hallen füllende Großrechner – Minicomputer – Anbindung via TTYs (Teletype-Writer, Fernschreiber ähnliche Geräte)
  4. 4. Das Telefonnetz • Hierarchisch aufgebaut • Daher leicht zu (zer)stören • Wie erreiche ich einen Teilnehmer? – Numerische Adresse – 09341/999991 – Vorwahl gibt Ortsknoten an – Rufnummer dort den Teilnehmer
  5. 5. Wie kam eine Verbindung zustande? • Wahl des Teilnehmers • Leitungen werden durchgeschaltet – 09341 – 999991 • Nach Aufbau besteht eine feste Verbindung bis zum Ende des Gesprächs
  6. 6. Welche Probleme gab es? • Teuer – In Sprechpausen blieb die Leitung exklusiv zugeordnet – Relativ viele Leitungen notwendig • Störanfällig – Eine Störung in einem Teilstück beendet die Verbindung vollständig – Verlust von zentralen Knoten (Vermittlungsstellen) führt rasch zum Zerfallen in Teilnetze – Gerade im Kriegsfall somit leicht anzugreifen
  7. 7. 1964: RAND Studie • Paul Braban von der Fa. RAND erstellt eine Studie, wie man im Kriegsfall die Störanfälligkeit des Telefonsystems verbessen kann • Idee – Es wird nicht permanent eine Leitung durchgeschaltet – Sprache in vielen kleinen, kurzen Datenpaketen übertragen – Hierdurch werden Sprechpausen von anderen Gesprächen benutzt und mehrere parallele Verbindungen werden möglich
  8. 8. Das vermaschte Netz • Die Knoten werden mit „vielen“ anderen Knoten verbunden • Ideal wäre „jeder mit jedem“ (vollvermascht), aber technisch nicht realisierbar • Bei Leitungsvermittlung viel zu viele Leitungen!
  9. 9. Daher: Paketvermittlung • Sprache in z.B. 10ms Päckchen • Wird von Knoten zu Knoten übertragen • Eine Leitung wird von mehreren Gesprächen gleichzeitig genutzt  viel weniger Leitungen nötig • Netz ermittelt besten Weg für das Paket
  10. 10. Dies ist die Grundidee des Internet! • Internet auch heute noch – Paketvermittelndes Netz – Stark vermascht • Auf der RAND-Studie basiert die verbreitete Ansicht, dass das Internet als ausfallsicheres Kommunikationsnetz für einen Atomkrieg entwickelt wurde • Es gab jedoch auch eine zeitgleichen zivilen Ansatz
  11. 11. 1962: „the galactic network“ • Der Forscher Licklider an der renomierten Uni MIT (Boston, USA) erstellt Artikel seiner Idee des „[inter]galactic network“ • Grundidee – Globales Netz … – … untereinander verbundener Computer … – … wo „Jeder“ – … Daten und Programme auf beliebigen Computern abrufen kann. • Genau das, was das Internet heute tatsächlich ist
  12. 12. Wie waren Computer damals verbunden? • Gar nicht! • Es gab nur Verbindung zwischen Computer und TTY (Eingabeterminal) • TTY war teilweise über Telefonleitung angebunden
  13. 13. Wie also Computer verbinden? • man nutzt die Anschlüsse, die eigentlich für TTYs gedacht sind, und lässt Programme über sie Daten austauschen • Probleme – Leitungsverbindungen sind sehr teuer, – und außerdem kommt es in der Computer- Kommunikation zu vielen Wartezeiten – Aber Verbindungsauf- und –abbau dauern sehr lange
  14. 14. Die Lösung auch hier: Paketvermittlung • Bereits 1961 veröffentlich Roberts, auch am MIT, Artikel über die Paketvermittlung – parallel zu RAND Studie und ohne Wissen darüber • Zielsetzung ist hier „rein“ wissenschaftlich: die Zusammenarbeit der Forscher soll verbessert werden
  15. 15. Welche Probleme gab es denn beispielsweise? • Die Forscher waren oft räumlich weit entfernt von den (wenigen!) Computern • Spezielle Programme oder Hardware war nur auf wenigen Rechnern vorhanden • Aufwendige Berechnungen erforderten mehrere Rechner • … und vieles mehr
  16. 16. Ein Projekt für die ARPA! • Die „Advanced Research Projects Agency“ finanziert diese waghalsige Projekt • klar als Netz zu Forschungszwecken gedacht • Nutzer sind daher zunächst auch ausschließlich Universitäten
  17. 17. 1969: das erste „Internet“ (ARPANET) • Vier Rechner werden miteinander verbunden • Paketvermittelt • Bereits geeignet zum Test der Ausfallsicherheit
  18. 18. Was braucht man für Paketvermittlung? • Natürlich die Leitungen • Aber genau so wichtig: die Software – die die Verbindungswege berechnet – die den Datenaustausch zwischen Rechnern steuert • Regelwerke, wie die Daten ausgetauscht werden müssen. Diese nennt man „Protokolle“.
  19. 19. Ein Netz für Experten • In dieser Frühphase und den kommenden Jahren ist das „Internet“ nur für Experten nutzbar – tiefgehendes Wissen über Computer notwendig – entfernte Computer werden über numerische Adressen erreicht (vergleichbar Telefonnummern) – Jegliche kommerzielle Nutzung ist verboten
  20. 20. Das Netz wächst… Juni 1970
  21. 21. Das Netz wächst… Dezember 1970
  22. 22. Das Netz wächst… August 1972
  23. 23. 1972: die erste „Killeranwendung“ • Def. „Killeranwendung“ lt. Duden: „ Anwendung, die zahlreiche Nutzer … findet und dadurch einer neuen Technologie zum Durchbruch verhilft“ • War E-Mail – wurde 1972 vorgestellt – vereinfachte Kommunikation von Wissenschaftlern sehr stark und führte zum Wunsch, an das Internet angeschlossen zu werden
  24. 24. 1973: Entwicklung von TCP/IP • Protokoll (und Software) zum Austausch der Daten zwischen den Computern • TCP/IP wird in einer erweiterten Form auch heute noch genutzt • Die frühen Netze, insbesondere das ARPANET, verwendeten andere (aber ähnliche) Protokolle
  25. 25. 1973: erste transatlantische Verbindung
  26. 26. 1974: Telenet: erstes öffentliches Netz • Telenet bietet ein öffentliches Netz an, das auf den Prinzipien des ARPANET beruht • Außerdem werden im Laufe der nächsten Jahre weiter öffentliche und private Netze aufgebaut, aber nicht miteinander verbunden. – Oft als „Bulletin Board System“ bezeichnet – Prominenter Vertreter: CompuServe (relativ benutzerfreundlich)
  27. 27. 1978: „Erfindung“ der SPAM-Mail • Einer der ersten Missbrauchsfälle des Internet • Mitarbeiter eines Computer-Herstellers verschickt Einladung zu einer Produktvorstellung • Hat harsche Reaktionen ausgelöst
  28. 28. 1979: USENET • Vorläufer von Web-Diskussionsforen, auch heute noch verfügbar • Ermöglicht Diskussion mit allen angeschlossenen Teilnehmern
  29. 29. 1980er: lokale Netze und PCs • Neue Entwicklungen – Lokale Netzwerke (LAN) wie Ethernet – Preisgünstige Kleinrechner, speziell IBM PC (1981) • Beides wird in Folge zu einer Vervielfachung der angeschlossenen Geräte führen. IBM PC Osborne One
  30. 30. 1984: Einführung DNS • Zur Erinnerung: Computer mussten über ihre Adresse angesprochen werden (z.B. 192.0.2.1) • Ähnlich schlecht zu merken wie Telefonnummern • Daher wurden bereits zu Anfang Namen vergeben „MIT01“, aber im „Adressbuch“ jedes einzelnen Anwenders • DNS macht das zentral – es ist so etwas wie das „Telefonbuch des Internets“ • Die Verwaltung ist aber dezentral möglich! • Wichtiger Schritt für die Nutzung durch Nicht-Experten
  31. 31. 1989 • CompuServe verbindet seinen E-Mail Dienst mit dem Internet  viele neue Teilnehmer, auch im Nicht-Profi-Bereich • Deutschland wird an das Internet angeschlossen • Kommerzielle Nutzung offiziell immer noch nicht gestattet • Am CERN schlägt Tim Berners-Lee das World- Wide Web vor
  32. 32. Die erste Web-Seite Re-make einer der ersten Seiten des CERN: http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html
  33. 33. 1990 • ARPANET wird offiziell „abgeschaltet“, geht in das Internet auf • Erste kommerzieller Internet Provider (UUNET, PSInet)
  34. 34. 1991 • Kommerzielle Nutzung wird gestattet • Entwicklung MP3 (und damit die Grundlage für Musik-Downloads)
  35. 35. 1993: Wachstum Weltweit (USENET)
  36. 36. 1993: NCSA Mosaic – der erste verbreitete grafische Browser • Entwickelt von Marc Andreessen am National Center for Supercomputer Applications, USA • eine nutzerfreundliche Oberfläche für „Jeden“, auch nicht-Experten • Hat dem Web zum Durchbruch verholfen • Wurde relativ bald abgelöst von Netscape Navigator, aus dem sich später Mozilla Firefox entwickelte Mosaic 1.0 auf Apple Macintosh
  37. 37. … damit ist das Web 1.0 begründet • Die „Killeranwendung“ dieser Phase. Heute verwenden viele Leute die Begriffe „Web“ und „Internet“ synonym… • Jeder hat jederzeit Zugriff auf alles Wissen • Allerdings zunächst im Wesentlichen „read- only“ • Das Publizieren eigener Inhalte ist nach wie vor noch Experten vorbehalten, da technisch kompliziert
  38. 38. Einige frühe Webseiten Quelle: Zeitschrift „PC Professionell“ Expert Edition Internet, 1995
  39. 39. Das Internet wird zunehmend kommerzialisiert Amazon 1995 Dell 1996 Wichtig: Entwicklung von vertraulicher Übertragung von Kreditkartendaten (SSL) 1995 durch Netscape.
  40. 40. Immer neue Dienste… • 1998: Google • 1999: Blogger • 2001: Wikipedia • 2003: Skype
  41. 41. Web 2.0 • Begriff wurde 2004 geprägt • Gemeint ist der Trend zu dynamischen Anwendungen, die es Jedem ermöglichen, selbst Inhalte zu erstellen, und somit selbst weltweit zu publizieren • Eine neue gesellschaftliche Dimension • Möglich wurde dies durch Seiten wie Blogger, die kein Fachwissen mehr voraussetzten und obendrein kostenlos waren
  42. 42. Immer neue (Web 2.0) Anwendungen • 2004: Facebook • 2005: YouTube • 2006: Twitter
  43. 43. Das Mobile Web • Wird Mainstream ca. 2007, auch getrieben durch die Einführung des Apple iPhone • Heute nicht mehr wegzudenken
  44. 44. Das „galactic network“… • Der Name war gar nicht so falsch gedacht • Mittlerweile wird am „InterPlanetary Internet“ gearbeitet – Zunächst zur Anbindung von Raumsonden in unserem Sonnensystem – Stellt wieder ganz neue Anforderungen und macht neue Protokolle notwendig
  45. 45. InterPlanetary Internet – neue Anforderungen • Physikalische Limits (z.B. Lichtgeschwindigkeit) • lange Latenzzeiten – Zum Mars je je nach Konstellation 8 bis 24 Minuten – Saturn schon über eine Stunde • Lange Zeiten ohne Verbindung – Sender muss der Erde zugewandt sein – Strombudget der Raumsonde • Teil ähnliche Anforderungen auch im planetarischen Internet, z.B. bei Fähren
  46. 46. Und die Ausfallsicherheit…? • Netz hat sich gegenüber physischen Zerstörungen als sehr robust erwiesen • ABER: – Zunehmend werden die Netzkomponenten selbst attackiert, – … über das Netz.  „Cyberwar“ – Kann großen Schaden anrichten, da mittlerweile viele Systeme von Netzverfügbarkeit abhängig sind – z.B. in 2003 kein Geld aus Geldautomaten durch „SQL Slammer“ Wurm • Viel Arbeit im Sicherheitsbereich zu leisten.
  47. 47. Fazit: 50+ Jahre Internet • Hat die Gesellschaft geändert – „arabischen Frühling“ – Unterhaltungsindustrie (Musik, Videos, …) • Ermöglicht viele neue Anwendungen, z.B. Telemedizin • Wirft große Datenschutzprobleme auf • Hat sich als robust und gleichzeitig verwundbar erwiesen • Ein Leben ohne Internet ist kaum mehr denkbar • … übrigens ist das Telefonnetz mittlerweile auch fast vollständig auf Paketvermittlung umgestellt

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