In­ter­net­diens­te

Das In­ter­net ist ein Trans­port­me­di­um für di­gi­ta­le Daten, und ge­le­gent­lich wird es als "Daten-Au­to­bahn" be­zeich­net. Die­ses Bild trifft es recht genau: So wie das Stra­ßen­netz vor­han­den sein muss, wenn der Ver­kehr flie­ßen soll, schafft das In­ter­net die not­wen­di­gen Vor­aus­set­zun­gen für den welt­wei­ten Da­ten­aus­tausch. Al­ler­dings ist damit noch nicht fest­ge­legt, wel­che Daten trans­por­tiert wer­den kön­nen. Um im Bild zu blei­ben: Es ist noch nicht dar­über ent­schie­den, wel­che LKWs auf un­se­rer Au­to­bahn nach wel­chen Ver­kehrs­re­geln fah­ren und wel­che Art von Waren sie trans­por­tie­ren.

Dies wird durch die Diens­te ge­re­gelt, die auf dem In­ter­net auf­set­zen. Ein An­wen­der­pro­gramm, das Da­ten­über­tra­gung über das In­ter­net be­nut­zen will, muss als Cli­ent agie­ren: es muss eine Dienst­leis­tung von einem ent­spre­chen­den (in der Regel weit ent­fern­ten) Ser­ver an­for­dern. Die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen Cli­ent und Ser­ver wird dabei über ein Pro­to­koll ab­ge­wi­ckelt, das für den je­wei­li­gen Dienst cha­rak­te­ris­tisch ist und den Ab­lauf der Kom­mu­ni­ka­ti­on re­gelt. Die fol­gen­de Ta­bel­le zeigt ei­ni­ge In­ter­net-Diens­te und zu­ge­hö­ri­ge Pro­to­kol­le:

Da das In­ter­net lau­fend wei­ter­ent­wi­ckelt wird, ist damit zu rech­nen, dass in Zu­kunft noch wei­te­re Diens­te ein­ge­rich­tet wer­den. Es ist na­tür­lich nicht mög­lich, hier alle In­ter­net­diens­te zu be­schrei­ben. Es wer­den hier daher nur zwei Diens­te (WWW und E-Mail) und das für viele Diens­te not­wen­di­ge Do­main Name Sys­tem be­schrie­ben.

World Wide Web

Der wohl be­kann­tes­te In­ter­net-Dienst ist WWW, das "World Wide Web". Das zu­ge­hö­ri­ge Pro­to­koll nennt sich HTTP, was ein Akro­nym für "Hy­per­Text Trans­port Pro­to­col" ist. Ein Pro­gramm, das HTTP ver­wen­det, um Web-Sei­ten an­zu­for­dern, ist also ein "WWW-Cli­ent". Üb­li­cher­wei­se nennt man ein sol­ches Pro­gramm einen "Brow­ser" (engl. to brow­se = schmö­kern). Der be­kann­tes­te und am wei­tes­ten ver­brei­te­te Brow­ser ist der In­ter­net-Ex­plo­rer (IE) von Mi­cro­soft. Diese Ei­gen­schaf­ten ma­chen ihn al­ler­dings zum einem be­vor­zug­ten Ziel von Ha­cker­an­grif­fen. An­de­re Fir­men bie­ten Al­ter­na­ti­ven zum In­ter­net Ex­plo­rer, wie z.B. Fi­re­fox, Goog­le Chro­me oder Opera.

Der zu­ge­hö­ri­ge HTTP-Ser­ver wird ge­wöhn­lich ein­fach als "Web-Ser­ver" be­zeich­net. In aller Regel ist dies ein Rech­ner, auf dem viele "Web-Sei­ten" ge­spei­chert sind. Wie schon oben er­wähnt, sind Web-Sei­ten Do­ku­men­te im HTML-For­mat. Damit der Cli­ent nun genau an­ge­ben kann, wel­che der zahl­rei­chen HTML-Sei­ten er haben will, er­hält jede Seite eine ein­deu­ti­ge Adres­se:

z.B. http://​www.​gkinf.​de/​netze/​in­ter­net.​html

Eine so ge­form­te Adres­se nennt man einen "Uni­ver­sal Res­sour­ce Lo­ca­tor" oder kurz eine URL (was üb­li­cher­wei­se als Fe­mi­ni­num ver­wen­det wird). Eine URL ist aus vier Be­stand­tei­len zu­sam­men­ge­setzt:

Es sind nicht alle die­ser An­ga­ben immer un­be­dingt nötig:

• Wenn z.B. am Ende der URL der Da­tei­na­me fehlt und die URL mit dem Pfad auf­hört, dann wird in die­sem Ord­ner nach einem "Stan­dard-Do­ku­ment" na­mens „index.​htm", „index.​html" oder „index.​php“ ge­sucht. Wird kein sol­ches Do­ku­ment ge­fun­den, dann wird üb­li­cher­wei­se das In­halts­ver­zeich­nis die­ses Ord­ners zu­rück­ge­lie­fert.

• Die meis­ten mo­der­nen Brow­ser to­le­rie­ren es auch, wenn die ein­lei­ten­de Diens­te-An­ga­be (http://) fehlt. Ist kein Dienst an­ge­ge­ben, wird HTTP als Stan­dard an­ge­nom­men.

  Warum wird dann über­haupt ein Dienst an­ge­ge­ben? Nun, die meis­ten Brow­ser kön­nen nicht nur HTTP, son­dern auch FTP, und es gibt viele FTP-Ser­ver im In­ter­net, auf die man mit dem Brow­ser zu­grei­fen kann (zu­min­dest le­send!). In die­sem Fall ist dann aber die An­ga­be des Diens­tes "ftp://" am An­fang der URL un­be­dingt er­for­der­lich!
  ftp://​mei​nftp​seve​r.​net, bzw. ftp://​user­na­me@​mei​nftp​serv​er.​net (mit Be­nut­zer­an­mel­dung)
  Wenn der user­na­me exis­tiert, er­scheint eine An­mel­de­mas­ke, in der man das Pass­wort ein­ge­ben muss.

HTML-Do­ku­men­te kön­nen nach den ei­ge­nen Wün­schen mit Schrift­ar­ten, Schrift­grö­ßen, Schrift­far­ben und na­tür­lich auch ein­ge­bet­te­ten Bil­dern ge­stal­tet wer­den ¹. Die wich­tigs­te Ei­gen­schaft von HTML-Do­ku­men­ten im "Web" sind aber die "Links" (engl. to link = ver­bin­den): jedes Do­ku­ment kann Ver­wei­se auf an­de­re Do­ku­men­te, ja sogar be­lie­bi­ge an­de­re Da­tei­en ent­hal­ten.

Wie alle HTML-For­mat­an­wei­sun­gen wird auch ein Link mit Hilfe eines ent­spre­chen­den "Tags" dar­ge­stellt:

<a href="https://​www.​suso.​schu­len.​kon­stanz.​de">Suso-Gym­na­si­um</a>

Unter href kann eine be­lie­bi­ge URL an­ge­ge­ben wer­den. Liegt das Ver­weis­ziel auf dem glei­chen Web-Ser­ver, kann die An­ga­be einer Do­main ent­fal­len und nur der Da­tei­na­me des Do­ku­men­tes (samt Pfad) an­ge­ge­ben wer­den.

Durch die Ver­wei­se auf wei­te­re Do­ku­men­te ent­steht ein Ver­bund aus vie­len Do­ku­men­ten, die un­ter­ein­an­der ver­linkt sind. Dies be­zeich­net man als Hy­per­text-Struk­tur. To­po­lo­gisch ge­se­hen han­delt es sich hier um einen ver­masch­ten Gra­phen, bei dem die ein­zel­nen Do­ku­men­te die Kno­ten und die Links ge­rich­te­te Kan­ten dar­stel­len. Damit haben das In­ter­net (die Com­pu­ter und ihre phy­si­ka­li­schen Lei­tun­gen) und das WWW (die Do­ku­men­te und ihre Links) die glei­che zu­grun­de lie­gen­de Struk­tur, aber die Be­deu­tung der Kno­ten und Kan­ten ist eine völ­lig an­de­re.

Bild "Ver­lin­kung von Do­ku­men­ten", Schal­ler. (No­vem­ber 2016)

Pro­to­kol­lie­rung

Jeder Com­pu­ter im In­ter­net wird durch seine IP-Adres­se iden­ti­fi­ziert. Wenn man zu­hau­se mit einem DSL-An­schluss oder mobil mit einem Smart­pho­ne ins In­ter­net geht, er­hält man vom Pro­vi­der eine IP-Adres­se zu­ge­wie­sen. Der Pro­vi­der hat einen Adress­be­reich, aus dem er Adres­sen ver­tei­len kann. Diese IP-Adres­se ist bis zum Tren­nen der Ver­bin­dung ² gül­tig, beim nächs­ten Ver­bin­den wird höchst­wahr­schein­lich eine neue IP-Adres­se zu­ge­wie­sen. Der Pro­vi­der pro­to­kol­liert, wel­cher Kunde in wel­chem Zeit­raum wel­che IP-Adres­se hatte.

Wenn ein Brow­ser nun eine An­fra­ge an einen Web­ser­ver stellt, schickt er seine IP-Adres­se mit: Der Ser­ver muss ja wis­sen, wohin er seine Ant­wort schi­cken muss. Die meis­ten Web­ser­ver sind so kon­fi­gu­riert, dass sie ih­rer­seits eben­falls ein Pro­to­koll füh­ren. Darin steht, wel­cher Cli­ent wann wel­che Seite auf­ge­ru­fen hat.

Bei­spiel für einen Pro­to­koll-Ein­trag:

12.34.56.78 - - [05/Dec/2016:09:31:07 +0100] "GET /index.php HTTP/1.1" 200 3860
"https://www.server.de/" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; rv:50.0) Gecko/20100101
Firefox/50.0"

Es wird also zu­sätz­lich zur IP-Adres­se und dem ge­nau­en Zeit­punkt (am An­fang der ers­ten Zeile) ge­spei­chert, wel­cher Brow­ser und wel­ches Be­triebs­sys­tem ver­wen­det wer­den.

Mit die­sen Pro­to­koll­da­ten kann z.B. im Fall einer Straf­tat beim Pro­vi­der er­fragt wer­den, wel­cher Kunde zu einem be­stimm­ten Zeit­punkt eine IP-Adres­se be­ses­sen hat. Damit kön­nen dann ju­ris­ti­sche Schrit­te ein­ge­lei­tet wer­den. Na­tür­lich wird damit nur der An­schluss­in­ha­ber fest­ge­stellt – wie im Ab­schnitt „NAT“ be­schrie­ben wurde, sind alle Teil­neh­mer hin­ter dem Rou­ter mit der glei­chen IP-Adres­se im In­ter­net un­ter­wegs. Daher soll­te das pri­va­te WLAN stets ver­schlüs­selt wer­den, um zu ver­hin­dern, dass Frem­de den An­schluss miss­brau­chen.

Coo­kies

Auch wenn keine Straf­ta­ten be­gan­gen wer­den, in­ter­es­sie­ren sich In­ter­net­an­bie­ter dafür, wer wel­che Sei­ten im In­ter­net an­schaut. Zum Bei­spiel lässt sich aus den In­ter­net­su­chen ab­lei­ten, für wel­che Pro­duk­te sich ein Nut­zer in­ter­es­siert, so dass ihm maß­ge­schnei­der­te Wer­bung an­ge­zeigt wer­den kann.

Die IP-Adres­se ist al­ler­dings nur schlecht ge­eig­net, einen Nut­zer dau­er­haft zu iden­ti­fi­zie­ren: Sie wech­selt täg­lich, und hin­ter einer IP-Adres­se kann eine Viel­zahl von Nut­zern sit­zen. Ef­fek­ti­ver sind da Coo­kies: Ein Coo­kie ist eine klei­ne Text­da­tei, die der Brow­ser auf Be­fehl vom Ser­ver hin auf dem Com­pu­ter ab­le­gen und wie­der aus­le­sen kann. Für den Nut­zer zeigt sich der Vor­teil darin, dass z.B. der Wa­ren­korb eines Web­shops auch dann wei­ter­hin ver­füg­bar ist, wenn man zwi­schen­drin den Brow­ser ge­schlos­sen hat oder dass man bei Face­book die Zu­gangs­da­ten nicht ein­ge­ben muss. Al­ler­dings kann eine Web­site wie Face­book damit auch ein de­tail­lier­tes Pro­fil eines Nut­zers er­stel­len, da der „Ge­fällt mir“-But­ton in­zwi­schen auf vie­len an­de­ren Web­sei­ten ver­tre­ten ist. Jedes Mal, wenn der But­ton an­ge­zeigt wird, kann Face­book ver­su­chen, sei­nen Coo­kie aus­zu­le­sen und kann damit eine wei­te­re In­for­ma­ti­on dem Pro­fil des Nut­zers hin­zu­fü­gen.

Da es für die Funk­tio­na­li­tät vie­ler Web­sei­ten not­wen­dig ist, dass Coo­kies ge­setzt wer­den dür­fen, soll­ten diese zu­min­dest beim Schlie­ßen des Brow­sers au­to­ma­tisch ge­löscht wer­den.

E-Mail Dienst

Der E-Mail­dienst ist neben dem World Wide Web (WWW) einer der be­kann­ten, weit ver­brei­te­ten Diens­te des In­ter­nets. Er wird durch Mail­ser­ver rea­li­siert, die die Post­fä­cher der Kun­den ver­wal­ten und die an­kom­men­den E-Mails ent­ge­gen­neh­men. Der Nut­zer star­tet auf sei­nem Rech­ner ein Cli­ent­pro­gramm (z. B. Mi­cro­soft Out­look, Thun­der­bird) und lädt die E-Mails vom Ser­ver her­un­ter oder ver­schickt E-Mails über den Ser­ver. Da das Cli­ent­pro­gramm die An­fra­ge sen­det und der Ser­ver nur auf ein­ge­hen­de An­fra­gen re­agiert, ist auch dies eine Cli­ent-Ser­ver-An­wen­dung.

Ab­ge­schick­te E-Mails wer­den vom Mail­ser­ver über viele Rou­ter an den ent­spre­chen­den Mail­ser­ver des Emp­fän­gers ge­sen­det. Da­durch kann jeder die E-Mails mit­le­sen, der Zu­griff auf einen der Rou­ter hat, so­fern sie un­ver­schlüs­selt ge­sen­det wer­den. Ein E-Mail ent­spricht somit einer Post­kar­te und soll­te nie ver­trau­li­che Daten ent­hal­ten.

Bild "Mail­ver­sand", Schal­ler. Icons Mo­ni­tor und Ser­ver aus dem Staz Hard­ware Icons von Vi­su­al­Pharm (Ivan Boyko) http://​ver­yicon.​com/​icons/​hard­ware/​hard­ware-​1/ und Um­schlag von Clker-Free-Vec­tor-Images https://​pixabay.​com/​de/​vec­tors/​um­schlag-​e-​mail-​schrei­ben-​luft­post-​295411/ (ab­ge­ru­fen: Ja­nu­ar 2017)

Möch­te man eine ab­hör­si­che­re Kom­mu­ni­ka­ti­on si­cher­stel­len, müs­sen die E-Mails ver­schlüs­selt wer­den. Dazu gibt es Pro­gram­me wie zum Bei­spiel Pret­ty Good Pri­va­cy (PGP) ³, die eine si­che­re Ver­schlüs­se­lung an­bie­ten.

Die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen E-Mail-Cli­ent und Ser­ver um­fasst im Ge­gen­satz zum WWW zwei ver­schie­de­ne Ak­tio­nen: das Emp­fan­gen und das Ver­sen­den von Brie­fen. Daher gibt es für die bei­den Ak­tio­nen ver­schie­de­ne Pro­to­kol­le:

• SMTP (Sim­ple Mail Trans­fer Pro­to­col) zum Ver­sen­den

• POP3 (Post Of­fice Pro­to­col 3) oder IMAP (In­ter­net Mes­sa­ge Ac­cess Pro­to­col) zum Emp­fan­gen. Im IMAP Pro­to­koll ist neben dem Her­un­ter­la­den der Mails auch die Ver­wal­tung der Mails auf dem Ser­ver ge­re­gelt. Daher ver­wen­det man es, wenn die Mails immer auf dem Ser­ver blei­ben sol­len und nur bei Be­darf her­un­ter­ge­la­den wer­den.

Es kann je nach Pro­vi­der sogar ver­schie­de­ne Ser­ver zum Ver­sen­den und zum Emp­fan­gen der Mails geben. Diese Ser­ver wer­den wie beim WWW auch durch An­ga­be eines Do­main-Na­mens oder einer IP-Adres­se fest­ge­legt: z.B. smtp.​web.​de und pop3.​web.​de.

Do­main Name Sys­tem (DNS)

Im In­ter­net wer­den die Com­pu­ter von Men­schen über ihre Namen und nicht ihre IP-Adres­se iden­ti­fi­ziert. Im Brow­ser gibt man z.B. die URL (Uni­form Re­sour­ce Lo­ca­tor – z.B. http://​www.​gym­na­si­um-​et­ten­heim.​de) der ge­wünsch­ten Seite ein. Diese URL ent­hält die Be­zeich­nung der Do­mä­ne, die nichts an­de­res als der Name des Com­pu­ters ist.

Jedem Do­main­na­men ist eine IP-Adres­se zu­ge­ord­net. Da­durch er­hält man eine lange Liste von Do­main­na­men mit den zu­ge­hö­ri­gen IP-Adres­sen. Zu Be­ginn der Ent­wick­lung des In­ter­net wurde auf jedem Cli­ent-Rech­ner eine der­ar­ti­ge Ta­bel­le ge­führt. Als das In­ter­net aber immer wei­ter wuchs, wurde diese Me­tho­de zu un­hand­lich, weil die­sel­ben Daten auf jedem ein­zel­nen Cli­ent-Rech­ner stän­dig auf dem ak­tu­el­len Stand ge­hal­ten wer­den muss­ten - eine schier un­lös­ba­re Auf­ga­be! Also wur­den diese Daten nur noch auf be­stimm­ten Rech­nern vor­ge­hal­ten, die die Rolle von "Ser­vern für die Adress-Er­mitt­lung" über­nah­men und so zu "Name-Ser­vern" (wie üb­lich in eng­li­scher Aus­spra­che!) wur­den. Jetzt muss­te jeder Com­pu­ter, der die zu einem Do­main­na­men ge­hö­ri­ge IP-Adres­se be­nö­tig­te, bei die­sen Ser­vern an­fra­gen. Es ist klar, dass bei den heu­ti­gen Zu­griffs­zah­len die­ses Sys­tem zu einem Zu­sam­men­bruch der Name­ser­ver füh­ren würde. Au­ßer­dem müss­te jeder neue Do­main­na­me den Be­trei­bern die­ser Ser­ver mit­ge­teilt wer­den. Und das sind meh­re­re Mil­lio­nen pro Jahr!

Daher hat man das Sys­tem per­fek­tio­niert und ein hier­ar­chi­sches Sys­tem ein­ge­führt. Ein Do­main­na­me wird daher in ein­zel­ne Teile ge­glie­dert.

Die ein­zel­nen Be­stand­tei­le der Do­main-Be­zeich­nun­gen wer­den in den Do­main-Namen in der Rei­hen­fol­ge an­stei­gen­der Hier­ar­chie­stu­fen auf­ge­führt. Ganz am Ende des Na­mens steht die so ge­nann­te "top level do­main". Dies ist die obers­te Hier­ar­chie­stu­fe des DNS. Sie un­ter­teilt das Web in the­ma­tisch ("com", "gov", "edu", "info", "ber­lin", "movie" usw.) oder geo­gra­fisch ("de", "fr", "at", "us", usw.) ab­ge­grenz­te Be­rei­che. Jede die­ser Top-Level-Do­mains wird von einer be­stimm­ten Or­ga­ni­sa­ti­on ver­wal­tet, bei der alle Do­mains un­ter­halb der je­wei­li­gen Top-Level-Do­main an­ge­mel­det wer­den müs­sen. So wird z.B. die Top-Level-Do­main "de" vom "DEut­schen Net­work In­for­ma­ti­on Cen­ter", kurz "DENIC" ver­wal­tet. Diese Or­ga­ni­sa­ti­on sorgt z.B. auch dafür, dass jeder mög­li­che Do­main-Name nur ein­mal exis­tiert!

Will man z.B. die Do­main "wild­bad-schu­le.de" für sich re­gis­trie­ren las­sen, dann muss man sich an einen "In­ter­net-Ser­vice-Pro­vi­der" (ISP) wen­den, der die Re­gis­trie­rung die­ser Do­main für Sie beim DENIC be­an­tragt. Der ISP ver­mie­tet Ihnen dann üb­li­cher­wei­se auf einem sei­ner Ser­ver ein ge­wis­ses Kon­tin­gent an Fest­plat­ten­platz und ge­währt Ihnen Schreib­rech­te in die­sem Be­reich, indem er Ihnen einen FTP-Zu­gang ein­rich­tet. Dar­über hin­aus in­for­miert er das DENIC dar­über, wo genau diese Do­main in Zu­kunft zu fin­den sein wird. Das DENIC wird sei­ner­seits diese In­for­ma­ti­on im In­ter­net all­ge­mein ver­füg­bar ma­chen, so dass Ihre Do­main dann auch von einem be­lie­bi­gen Rech­ner ge­fun­den wer­den kann. Es ist klar, dass eine sol­che Dienst­leis­tung Geld kos­tet - und mit die­sem Geld wird letzt­end­lich die In­fra­struk­tur des In­ter­nets mit­fi­nan­ziert!

Will nun ein Cli­ent-Rech­ner wis­sen, wel­che IP-Adres­se zur Do­main "www.​pqr.​xyz" ge­hört, fragt er bei einem Name-Ser­ver nach, und die­ser lie­fert ihm die ge­such­te IP-Adres­se zu­rück. Wenn der ISP-Name-Ser­ver die Ant­wort auf die An­fra­ge nicht selbst kennt, dann er­fragt er die Adres­se bei wei­te­ren Name-Ser­vern. Das geht so lange wei­ter, bis ein Name-Ser­ver die rich­ti­ge IP-Adres­se zur ge­wünsch­ten URL kennt. Diese Adres­se lie­fert der Name-Ser­ver an den Cli­ent zu­rück.

 

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Hin­ter­grund­in­for­ma­tio­nen: Her­un­ter­la­den [odt][355 KB]

Hin­ter­grund­in­for­ma­tio­nen: Her­un­ter­la­den [pdf][533 KB]

 

Wei­ter zu Pro­to­kol­le und OSI-Schich­ten­mo­dell