Es gibt Technologien, wie das Fernsehen, das Handy oder das Internet, welche man einfach nur benutzt. Aber wie funktioniert beispielsweise das Internet? Wie hat es sich entwickelt und wie wird sich das ganze vielleicht noch entwickeln?

Die Anfänge

Die Advanced Research Projects Agency  – das ARPA-Netzwerk

In den 1950ern arbeitete das amerikanische Militär bereits mit einem netzwerk zur Erfassung und Auswertung von Daten der Luftraumüberwachung, dem sogenannten SAGE-Net (Semi-Automatic -Ground Environment Network). Dieses Netzwerk verband bereits mehrere geographisch verteilte Computer, basierte jedoch im Gegensatz zum späteren Internet noch auf dem Time-Sharing-Konzept, “das es mehreren Nutzer gleichzeitig ermöglichte, auf einen Großrechner zuzugreifen und mit ihm zu arbeiten.” (Kirpal/Vogel 2006, S. 138).

1958 wird die Advanced Research Projects Agency in den USA gegründet vom Verteidigungsministerium. Ziel dieser Einrichtung war es die „angewandte Forschung im akademischen und universitären Einrichtungen besser zu koordinieren“ (Braun 2010, S.201).

Zur damaligen Zeit gab es nur einige Großrechner. Die erste Idee war es, dass mehrere Anwender gleichzeitig an einem Computer arbeiten können. Das „Time-Sharing“ (Braun 2010, S.201) bedeutet, dass „[d]ie Rechenzeit eines Computers (…) so aufgeteilt [wird], dass jeder Prozess oder jeder Benutzer den Eindruck gewinnt, dass das entsprechende Programm Fortschritte erzielt.“ (Braun 2010, S.201).

Der ARPA-Mitarbeiter Bob Taylor hatte 1966 die Idee, die geographisch verteilten Großrechner zu einem Netzwerk zu verbinden. So hätte man ohne teure Investitionen die Rechnerleistung erhöht. Dies scheiterte jedoch daran, dass die Anzahl der erforderlichen Leitung „proportional zuN2 ,mit N=Anzahl der zu verbindenden Computer.“ (Braun 2010, S.201) ist.

Um dieses Kapazitätsproblem zu lösen, schlug Wesley Clark 1967 vor, ein Netz von „Interface message Processors (IMP)“ (Braun 2010, S. 201) zu bilden. Das Gerät des IMP sollte die Kommunikation zu anderen Computern über weitere IMPs erledigen. (vgl. Braun 2010, S.201). Zu diesem Zeitpunkt wusste man jedoch noch nicht, wie diese Kommunikationstechnologie aussehen sollte. (vgl. Braun 2010, S.201). Diese Interface Message Processors entlasteten also das Endgerät, sodass sich der Endcomputer (Client) nicht auch noch um den Netzbetrieb kümmern muss. Der Client-Computer musste sozusagen nur zur Kommunikation mit einem IMP eingerichtet werden, konnte aber über den IMP mit anders programmierten Rechnern kommunizieren. (vgl. Kirpal/Vogel 2006, S. 139f.)

Zur gleichen Zeit/Ebenfalls in den 1960ern überlegte sich Paul Baran wie die Kommunikation des Militärs sichergestellt werden konnte im Falle eines atomaren Angriffs. Da die Fernmeldetechnik bis dato auf hierarchischen, zentralistischen Strukturen beruhte, bedeutete der Ausfall eines Kommunikationsknotens einen Abbruch der Nachrichtenübermittlung (vgl. Braun 2010, S.202). Daher konzipierte er ein Netz von gleichberechtigten Knoten („Maschennetz“ (Kirpal/Vogel 2006, S. 139), sodass eine Nachricht beim Ausfall eines Knotens noch weitere Möglichkeiten hatte um an den Empfängerknoten weitergeleitet zu werden. (vgl. Braun 2010). Für die Umsetzung seiner Idee kontaktierte er die amerikanische Telefonfirma AT&T, der das Konzept nicht gefiel.

Ein Grund hierfür ist, dass „Traditionelle Telefonnetze sind im Gegensatz zu Datennetzen verbindungsorientiert und streng hierarchisch aufgebaut [sind]“ (Braun 2010, S.202). Das bedeutet auch, dass bei der Datenübermittlung die Leitung komplett belegt wird für eine Verbindung. (vgl. Braun 2010, S.202) Das heißt, selbst wenn beispielsweise zwei Leute am Telefon schweigen und somit keine Daten in dem Sinn übertragen werden ist die Leitung blockiert, da sie für diese Kommunikation belegt ist. (vgl. Kirpal/Vogel 2006, S. 139). Für die Kommunikation zwischen den Computern hätte dies zwei Nachteile: Zum einen werden die vorhandenen Leitungen nicht optimal ausgenutzt, zum anderen muss eine Verbindung auf bzw. abgebaut werden, um die „nicht genutzte“ Leitung freizugeben für andere Daten, was zeitlich sehr ineffizient ist. (vgl. Braun 2010, S. 202)

Die Paketübermittlung zwischen Netzwerkknoten

Donald Davis, damals am National Physical Laboratory (NPL) tätig, entwickelte parallel zu Barans dezentralem Netz das Konzept der Paketvermittlung. Die Idee ist sämtliche Verbindungen zwischen den Netzknoten für die jeweiligen Daten aufzuteilen, sodass bei „Nichtbelegung“ einer Verbindung die Daten über diese Leitung gesendet werden können. Zudem werden die Daten in kleine „Datenpakete“ aufgeteilt, die unabhängig voneinander über das Netz zum Empfängerknoten geschickt werden, wo die einzelnen Datenpakete wieder zur ursprünglichen Nachricht zusammengesetzt werden. (vgl. Braun 2010, S. 202).

1968 initiierte Larry Roberts die Umsetzung der Ideen durch eine Verbindung von vier Universitätsgroßrechnern. Die technische Umsetzung inklusive der Softwareprogrammierung für die IMP-Struktur übernahm das Unternehmen BBN. (vgl. Braun 2010, S.202f.) Dabei mussten die Nutzer des Netzwerks jedoch ihren eigenen Rechner selbst so programmieren, dass der eigene Rechner mit dem IMP kommunizieren konnte. (vgl. Kirpal/Vogel 2006, S. 140). Die Datenübertragung erfolgte zu diesem Zeitpunkt noch über die Telefonleitungen.

Dennoch musste 1969 auch noch ein Programm bzw. Protokoll entwickelt werden, dass die Kommunikation zwischen den IMP und den Endgeräten ermöglichte. Dieses Protokoll wurde von der Entwicklergruppe um Vint Cerf als „request for comments“ (RFC) –Spezifikation benannt. (vgl. Braun 2010, S. 203.)

Zudem entwickelte diese Arbeitsgruppe verschiedene Anwendungen wie 1971 die erste E-Mail-Software sowie die Telnet-Spezifikation, die „zum entfernten Einloggen in andere Rechner“ (Braun 2010, S. 203) dient. Da zwar über dieses Telnet-Protokoll Verbindungen zu anderen Computern möglich waren, der Austausch von größeren Datenmengen jedoch nicht, wurde 1972 das File Transfer Protocol (FTP) entwickelt. (vgl. Kirpal/Vogel 2006, S.141). Ebenso musste in den 1970ern der Programmiercode angepasst werden, sodass mehr als tatsächlich mehrere IMPs miteinander kommunizieren konnten. (vgl. Hellige 2006, S. 22).

1973 wurde mit „Talk“ eine Art Präform des Chats umgesetzt. Später gab es auch Usenet News, „ein Dienst, um Nachrichten in ein Forum zu stellen und diese zu diskutieren.“ (Braun 2010, S. 203).

Die Universität Hawaii entwickelte in den 1970ern das „Aloha-Verfahren“ für lokale Funktnetze. Beim Aloha-Verfahren sendet ein Netzwerkknoten einfach ein Datenpaket und hofft, dass es beim Empfänger ankommt, was jedoch zu Kollisionen führen kann, wenn zwei oder mehr Rechner gleichzeitig senden. (vgl. Braun 2010, S. 203). Das Ethernet verbesserte dieses Verfahren, indem der Netzwerkknoten vor dem Senden des Datenpakets abhört, ob andere Knoten senden und solange die eigene Übertragung zurückstellt. (vgl. Braun 2010, S.203).

Diese Ideen ließ die Entwicklergruppe um Vint Cerf auch bei der Konzipierung des Kommunikationsprotokolls Network Control Protocol einfließen, was später das TCP (Transport Control Protocol) wurde. Dabei „regelt [das TCP] den zuverlässigen Datentransport zwischen Computern über unzuverlässige Netze.“ (Braun 2010, S.203).

Denn das Problem war, dass es zu diesem Zeitpunkt bereits mehrere unabhängige Netze gab, die man verbinden wollte. Aufgrund unterschiedlicher Standards zwischen den Netzwerken (bezüglich Datenpakten, Übertragungsgeschwindigkeit…) war es nicht möglich sie einfach auf Grundlage der ARPANET-Standards zu verbinden. Vielmehr entwickelten Vint Cerf und Rober Kahn die Idee von Gateway-Computern, die als Mittler zwischen den Netzwerken dienen sollten. Dabei sollten diese Gateway-Computer in jede Richtung als eine Art IMP arbeiten konnten und unter anderem die Größe der Datenpakete angepasst werden sollten. (vgl. Kirpal/Vogel 2006, S. 141f.).

Zunächst wurden Fehler bei der Übertragung im ARPANET durch benachbarte IMPs behoben. Im TCP wurde dies von den Endsystemen übernommen. 1977 wurde das TCP in TCP und IP (Internet Protocol) aufgeteilt. Hierbei ist das „IP (…) für das Weiterleiten von Paketen zwischen Quelle und Ziel verantwortlich. TCP sorgt für eine zuverlässige Kommunikation zwischen zwei am Internet angeschlossenen Computern.“ (Braun 2010, S. 204), da es die Daten vor dem Senden aufbereitet und etwaige Übertragungsfehler erkennt. (vgl. Kirpal/Vogel 2006, S. 142). Das IP ist für „das Routing zwischen den Netzwerkrechnern“ (Kirpal/Vogel 2006, S. 142) zuständig. 1983 löste das TCP/IP das Network Control Protocol komplett ab. Zwar gab es 1990 noch einen Versuch seitens der ISO ein vereinheitliches Protokoll zu entwerfen, letztlich setzte sich aber TCP/IP durch, da es bereits von den meisten genutzt wurde

Ab den 1980ern entstanden sowohl in den USA als auch in Europa viele solcher „Forschungsnetze“, welche die Universitäten miteinander verband und zumeist auf dem TCP/IP basierten.

Später wurden diese verschiedenen Einzelnetze zu einem großen Netz zusammengeschlossen. Zur Verbindung der Netze nutzte man Gateways (= Router), die die Rolle der IMP übernahmen. (vgl. Braun 2010, S. 204). Dabei sind mehrere solcher Einzelnetze regional häufig über ein Backbone-Netz miteinander verbunden. Solche Backbone-Netze werden meist von großen Internet Service Providern betrieben und sind untereinander wie international miteinander verbunden. (vgl. Braun 2010, S. 204).

Ab 1983 wurde im Internet das Domain Name System (DNS) eingeführt, dass der Verwaltung der Rechner- und Domänennamen diente. (vgl. Braun 2010, S. 205).

Die Vorformen des Internet waren also primär zur Vernetzung der Wissenschaftler und allenfalls noch im militärisch-staatlichen Bereich angedacht und umgesetzt. Entgegen der gezielten “Legendenbildung” einzelner Personen, die am Entstehungsprozess des Internet beteiligt waren, waren es jedoch nicht nur einzelne Genies aus den USA, die gezielt das Internet entworfen haben und zu dem gemacht haben, was es heute ist. Vielmehr waren es zu Beginn das mangelnde Geld um mehr teure Hardware zu kaufen, die das Time-Sharing-Konzept hervorbracht und später aufgrund von Effizienzüberlegungen zur Paketübermittlung von Daten führte. Zudem waren es die Ideen mehrerer Personen, welche die Internetentwicklung vorantrieben.

Literaturverzeichnis

Braun, Torsten (2010): Geschichte und Entwicklung des Internets. In: Informatik Spektrum 33 (2), S. 201–207. DOI: 10.1007/s00287-010-0423-9 .

Hellige, Hans Dieter: Die Geschichte des Internet als LernprozessGI-Edition. stark erweiterte Neubearbietung von artec-paper 107, Nov.2003. artec – paper Nr. 138 2006. Online verfügbar unter https://www.researchgate.net/profile/Hans_Hellige/publication/37931469_Die_Geschichte_des_Internet_als_Lernprozess/links/552244d00cf2a2d9e14528b5.pdf, zuletzt geprüft am 17.03.2016.

Kirpal, Alfred; Vogel, Andreas (2006): Neue Medien in einer vernetzten Gesellschaft. Zur Geschichte des Internets und des World Wide Web. In: N.T.M. 14 (3), S. 137–147. DOI: 10.1007/s00048-006-0239-5 .