Wie funktioniert das Internet?

Hallo, die Frage ist mir etwas peinlich, da ich Informatik studiere.

Ich:
- kenne die physikalischen Grundlagen einigermaßen und kenne verschiedene Encoding und Modulationsverfahren, Fehlerkorrekturverfahren, usw
- weiß was IP-Adressen, MAC-Adressen, ... sind, kenne die ISO/OSI-Schichten (und ein alternatives Modell)
- weiß dementsprechend auch wie IP-Pakete aussehen und wie man IP-Bereiche in Netze einteilen kann und was Subnetzmasken, Forwarding-Tabellen usw sind.
- weiß was Switches/Hubs/Router sind, was der Unterschied zwischen level2 und level3 Switch ist usw.
- kenne mich auch ein wenig in der Graphentheorie und anderen theoretischen Grundlagengebieten die hierfür relevant sind, aus
- usw usw

Also eigentlich kenne ich mich schon ein wenig mit der Technik und der Theorie aus, habe jetzt auch nicht alles aufgezählt, weil mir schlicht auch nicht alles einfallen würde, was damit im Zusammenhang steht.
Ich frage aber dennoch: Wie funktioniert das Internet?
Natürlich müsst ihr mir jetzt nicht erklären, was eine IP-Adresse ist und einen Vergleich mit Post-Paketen ziehen

Leider wurde mir nie vermittelt, wie Backbones aufgebaut / verteilt sind, welche Protokolle bzw. Verfahren tatsächlich zum Einsatz kommen (kenne immer verschiedene Möglichkeiten), was es mit Kabelverzweigern, Hauptverteilern usw. genau auf sich hat, wie das Routing in der Praxis umgesetzt wird (auch hier hatten wir verschiedene Möglichkeiten, wie das geht), wie das Peering genau abläuft, was der Telekomtechniker macht, wenn er einen Anschluss schaltet und dafür irgendeinen Draht irgendwo anschließt o.Ä., ... usw.
Ich weiß nicht mal, wie der Verbindungsaufbau zum Provider genau aussieht, na ja gut ich habe gerade nachgeguckt, anscheinend ist das PPPoE Protokoll dafür verantwortlich, habe ich aber nie gelernt. Und weiß auch nicht, ob das überhaupt noch aktuell ist.



Also was ich sagen will: Mir fehlt der große Überblick über alles.
Es wäre zwar schön, wenn mir das jemand hier gut und übersichtlich erklären könnte, aber ich weiß, dass das vermutlich etwas zu viel des Guten ist. Daher: Kennt ihr gute Quellen, die das halbwegs gut erklären?
Am liebsten kein trockenes 500-1000 Seiten Netzwerk-Buch, das alle Protokolle usw. bis ins Detail erklärt. Es geht mir ja eher darum, das zu verstehen, was sich mir daraus nicht direkt erschließt. Die Praktische Anwendung des Ganzen.

Ich weiß zwar, was ein IP-Paket ist und wie es in theoretischer Überlegung weitergeleitet wird und wie man die Pfade optimieren könnte, usw, aber trotzdem habe ich keine Ahnung, was mit meinem Paket in der realen Welt passiert, wenn mein Router es verschickt hat (wohin genau, was ist überhaupt das erste Ziel?)

Ich hoffe mir kann jemand ein wenig die Verwirrung nehmen und nicht noch zu sehr verstärken

Doch dir wurde alles vermittelt aber du hast anscheinend nichts verstanden, ohne dir zu nahe treten zu wollen.

Wenn du das OSI Modell verstanden hast beantworten sich eigl. alle deine Fragen zur Kommunikation.

https://www.youtube.com/watch?v=8PNRrOGJqUI

Ist grade neben mir noch jemand heilfroh das er nicht Medizin studiert ?

Edit : arghs das gleiche Video

Ich finde die Frage, gerade auch wegen der Kenntnise des TE, sehr spannend.

Ist schon etwas älter. Gilt aber immer noch uneingeschränkt.

http://www.wdrmaus.de/sachgeschichten/sachgeschichten/internet.php5

Wenn ihr doch alle so klug seid, dann gebt euer Wissen doch an den TE weiter. Das Video mag zwar unter heutigen Gesichtspunkten äußerst amüsant sein und vielleicht reicht es euch auch, um das Internet zu verstehen, aber es ist vermutlich nicht das, was der TE wissen möchte (In Anbetracht seines geschilderten Wissens).

Letztendlich läuft es auf das Verständnis von Weitverkehrsnetzen (WAN-Netzen) und die Infrastruktur drumherum hinaus. Und ja, die Frage ist absolut berechtigt.

Grundsätzlich ich erst mal alles sternförmig aufgebaut.
deine Telefondose(TAE) hängt am APL. Die Apls hängen am Hausanschlusskabel das per Muffe an das Verzweigerkabel gespleist ist das Verzweiger kabel geht zum Kabelverzweiger (KVZ) oder direkt an der Senkrechten HVT Seite . Die KVZs sind dann wiederum an Hauptkabel gespleist die dann auf der senkrechten HVT(Hauptverteiler) Seite aufgelegt wurden. Seid einigen Jahren gibt es dann auch die Outdoor DSLAMs hier steht der DSLAM im Multifunktionsgehäuse(Größeres Gehäuse als KVZ und beinhaltet KVZ und DSLAM). Falls ein Outdoor DSLAM in eine Straße gebaut wird können dann andere KVZ über ein Querkabel von diesem versorgt werden. Der Techniker stellt dann die Verbindung zwischen den 2 Seiten am KVZ(Verzweigerkabel - Hauptkabel) und am HVT zwischen der Senkrechten und der Waagrechten(Technik) her. Seit neuestem wird von seitens der Telekom versucht die Schaltarbeiten im Netz zu verringern und jede TAE bekommt eine Nummer, der dann ein bestimmter weg bis zum HVT *garantiert* wird. Jeder Verteiler besteht aus einer ankommenden udn abgehenden Leisten/Streifen von denen jeder eine Rangier- und eine *Festseite* gibt. An der Festseite sind immer die dicken Kabel aufgelegt und werden im Normalfall nicht verändert außer es wird etwas umgebaut oder ein Kabel ist kaputt. Auf der Rangierseite stellt der Techniker mit 2 verdrillten Drähten die Verbindungen zu anderen Streifen her. An der Waagrechten Seite gibt es dann Streifen zur Technik. Dort sind dann dann die Kabel aufgelegt die zu den Analogtelefonietechniken, ISDN Techniken, zu den DSLAMs und seit ein paar Jahren zu den MSANs(so ne art eierlegende Wollmilchsau DSLAM - Annex J fähig, soll auch ISDN und Analoganschlüsse abbilden können) führen. Auf der waagrechten Seite gibt es auch Splitterkarten falls der DSLAM dies selbst nicht unterstützt.(Dann muss von dem Analogport(Port ist die Bez für die Kontakte am Schaltstreifen) zur Splitterkarte, an der dann der DSLAM hängt geschalten werden und dann vom Abgehenden Port der Splitterkarte zur Senkrechten Seite. Auf dem Land stellt jeder HVT bzw Vermittlungsstelle sein Ortsnetz dar(eigene Vorwahl) in der Stadt gibt es mehrere Vermittlungsstellen, jede hat einen eigenen HVT, alle gehören zum Gleichen Ortsnetz jede Vst hat ihren eigenen Anschlussbereich(Asb - Versorgungsbereich). Technisch und örtlich gesehen wird der ganze Datenverkehr von zu Hause aus gesehen immer weiter gebündelt. Unter den Vermittlungsstellen gibt es ebenfalls Hierarchien.(Die höheren bündeln den Verkehr von anderen) Die Datenraten nehmen nach oben hin in der Hierarchie natürlich immer mehr zu. Ab dem MSAN/DSLAM wird daher Glasfaser verwendet. Die größeren Routern arbeiten dann mit MPLS.
Kannst ja mal zu den Begriffen googeln um dir etwas mehr darunter vorstellen zu können. Ich hoffe ich konnte dir etwas weiterhelfen

@Flachzange Mich würde das ebenso interessieren, aber manche User fühlen sich bei bestimmten Fragen zu fein, um eine ordentliche Antwort zu liefern, selbst wenn es sich um eine ordentlich ausgeführte Fragestellung handelt.

@pas06: Ach und es gibt auch nur DSL über Kupfer auf der Welt? Die Frage war "Wie funktioniert das Internet?" (was schon etwas zu offen ist fürs Forum) und nicht "Wie funktioniert DSL?".

Bei solchen spezifischen Fragen wie vom TE, kann man auch mal getrost eine Internetsuchmaschine (Google, Bing als Beispiel) benutzen! Kam die Benutzung von sowas in dem Informatikstudium dran?

Stype schrieb:

Doch dir wurde alles vermittelt aber du hast anscheinend nichts verstanden, ohne dir zu nahe treten zu wollen.

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Ein bisschen zu nahe treten tust du mir schon, aber im Internet ist man es ja gewohnt, wenn Leute sich auf überhebliche Weise über andere stellen wollen.

Nightmare25 schrieb:

Ist grade neben mir noch jemand heilfroh das er nicht Medizin studiert ?

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Ich jedenfalls schon, ist nicht so meins.

Insgesamt finde ich es nicht zu schade, dass ihr euch über mich lustig macht, hätte wohl eh nur wieder ein paar oberflächliche Bemerkungen zum ISO/OSI Modell bekommen, was ja anscheinend das gesamte Internet ausmacht.
Vielleicht hätte ich auch nicht den naiven Titel "Wie funktioniert das Internet?" wählen sollen, wollte aber einerseits nicht zu einschränkend sein und andererseits dachte ich, dass es vielleicht (ein wenig) humorvoll rüberkommt, wenn ich es so formuliere.

Danke an diejenigen, die ein etwas erwachseneres Gemüt zeigen


@KnolleJupp: Danke für den Link. Dort steht zwar nicht sehr viel drin, aber immerhin werden einige Begriffe in einem sinnvoll zusammenhängenden Text kurz erläutert und verlinkt.

@pas06: Okay das war jetzt sehr komprimiert, aber auch hier habe ich jetzt immerhin einige wesentliche Begriffe in Beziehung zueinander, danke

@XMenMatrix: Du hast Recht, die Frage mag ein wenig zu offen sein. Aber ich erwarte auch nicht, dass mir jemand *alles* vollständig näherbringt. Wenn sich eine Antwort auf ein paar Kernthemen, wie zB. DSL fokussiert, ist das doch auch okay und hilft mir auch schon mal weiter.
Und nein, ich habe weder im Studium, noch in der Schule gelernt, wie man Suchmaschinen benutzt, aber das kriege ich im Allgemeinen trotzdem noch halbwegs hin. Wie man sich aber vielleicht vorstellen kann, können Menschen unter Umständen viel bessere Ergebnisse als eine Suchmaschine liefern.
Ich würde eben gerne erst mal einen guten Überblick über die verschiedenen Themen bekommen und da habe ich leider nicht so viel gefunden. Ich müsste vielmehr einzelne Begriffe nachschlagen, die wiederum so erklärt werden, dass sie nur dann wirklich gut zu verstehen sind, wenn man schon einen mehr oder weniger guten Überblick hat.

Hätte ja sein können, dass jemand zufällig ein gutes Buch oder Webseiten o.Ä. kennt, die die Themen ein wenig beleuchten. Aber wie gesagt, nicht so von der trockenen Theorie-Seite aus, sondern eher die gesamt-Zusammenhänge erklärend, wobei es ruhig auch technisch sein darf. Schließlich kenne ich ja zahlreiche Algorithmen, Protokolle, Hardware, usw.

Worum es mir knapp zusammengefasst geht: An der Universität lernt man vor allem Theorie, teilweie bis in sehr kleine Details hinein, aber irgendwo fehlt die Verbindung zur Praxis und gerade diese Teile werden dann grob vereinfacht und schematisch dargestellt. Gerade so viel, um die theoretischen Konzepte erläutern zu können.

In Anbetracht der Tatsache, dass du Informatik studierst, würde ich dir empfehlen, die entsprechenden Vorlesungen nochmal zu hören, bzw. sich für nen Monat in der Bib aufzuhalten, so wie es jeder andere Student der Naturwissenschaften auch tut. Ist auf jeden Fall sinnvoller als sich von Leuten im Internet Sachen erklären zu lassen, bzw. die Sendung mit der Maus anzuschauen. Wenn du Bücher zum Thema suchst, frag im entsprechenden Fachbereich nach. Die Professorren sollten die sagen können wo du die Informationen bekommst, wenn sie schon selbst versagt haben, diese zu vermitteln. das ist nämlich deren Job.

Vielleicht solltest du auch generell mal überlegen, ob dieses Studium für dich das Richtige ist. Das soll wirklich keine Anmache sein, aber man muss sich einfach eingestehen, dass man der Sache nicht gewachsen ist, bevor man Jahre seines Lebens damit verschwendet. Etwas fragwürdig ist allerdings die Tatsache, dass du anscheinend Notenmässig durchkommst und es dir trotzdem an Wissen fehlt, was so ein bisschen die Güte deiner Lehranstalt in Frage stellt. Vielleicht ist es ja garnicht deine Schuld, sondern die deiner Hochschule. In diesem Fall würde ich dringend die Hochschule wechseln.

Wenn es dir wirklich um die Praxis geht, dann empfehle ich dir Praktika bzw. Internships zu machen. Diese werden von den meisten Unis eh verlangt aber du kannst ja auch freiwillig mehr machen, wenn du glaubst es hilft dir. Vor allem sieh halt zu, dass du da sinnvolle Stellen bekommst und nicht nur welche, die so grade das Notwendigste abdecken. (Fehler der häufig gemacht wird, weil die Leute ihre Praktika "nur für de Uni" machen)

Mal davon abgesehen stellt sich aber auch die Frage, ob du wirklich einen Universitätsstudiengang willst. Vielleicht ist das einfach für dich zu theoretisch. Bei uns wurden die neuen Studenten im ersten Semester Maschinenbau mit folgendem Satz begrüßt: "Ich habe gehört, dass einige von Ihnen hier sind, weil sie gerne an Motoren rumschrauben ... Sie können gleich nach Hause gehen, denn damit hat das hier absolut nichts zu tuen."

Ich lege dir einfach mal diese beiden Podcasts ans Herz -> http://cre.fm/page/63 erst den dann den http://cre.fm/page/16.
Dort wird das ganze sehr einfach erklärt und sollte für einen Informatik Studenten einfach zuverstehen sein.

Ist schon ganz interessant der Podcast aber konzentrierte und übersichtlich gestaffelte Information ist was anderes. Also auf Informatiker Niveau ist es nicht.

Wie definierst du denn "Informatiker Niveau"?

Naja das ist ja kein gebündeltes Detailwissen auf Uni Niveau, sondern mehr so "Stammtisch Anekdoten" Niveau. Was ja nicht schlecht ist, ich kann mir nicht vorstellen, dass sie das aufgenommen haben um den Leuten ihre Informatikvorlesungen zu ersparen ^^

Ich sehe weder beim TE noch insgesamt die Notwendigkeit einen Podcast der sich mit der Telekommunikation beschäftigt auf Uni Niveau zu gestalten? "Informatiker Niveau" ist sowieso nen schönes Wort, ein Fachinformatiker z.B. hat in den seltensten Fällen nen akademischen Hintergrund, da es in dem Bereich ja vielfältige Ausbildungsberufe gibt.

Der TE hat gefragt wie das Internet aufgebaut ist und funktioniert, sicher die meisten hier setzten sich 5min in Paint hin und basteln ne süße Grafik, aber ich sehe jetzt nicht wo so etwas dem TE nicht helfen sollte oO

muziko schrieb:

Leider wurde mir nie vermittelt, wie Backbones aufgebaut / verteilt sind, welche Protokolle bzw. Verfahren tatsächlich zum Einsatz kommen (kenne immer verschiedene Möglichkeiten), was es mit Kabelverzweigern, Hauptverteilern usw. genau auf sich hat, wie das Routing in der Praxis umgesetzt wird (auch hier hatten wir verschiedene Möglichkeiten, wie das geht), wie das Peering genau abläuft, was der Telekomtechniker macht, wenn er einen Anschluss schaltet und dafür irgendeinen Draht irgendwo anschließt o.Ä., ... usw.

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Hier bringst du erstmal zwei Themenbereiche durcheinander. Kabelverzweiger, Hauptverteiler, und das, was der Telekomtechniker bei dir im Haus macht, betreffen gar nicht das Internet selbst, sondern vielmehr die sog. letzte Meile, also die Verbindung zwischen dir und deinem Provider, über die du überhaupt erst ins Internet kommst. Backbones und Routing dagegen gehören thematisch zum eigentlichen Internet. Protokolle und Verfahren gibt es in beiden Bereichen.

muziko schrieb:

Ich weiß nicht mal, wie der Verbindungsaufbau zum Provider genau aussieht, na ja gut ich habe gerade nachgeguckt, anscheinend ist das PPPoE Protokoll dafür verantwortlich, habe ich aber nie gelernt.

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bei Breitbandzugängen wie ADSL oder Kabel-Internet gibt es gar keinen Verbindungsaufbau im Sinne einer Einwahl wie bei Schmalband-, also Analog/ISDN-Zugängen. Aus Sicht der Netzzugangsschicht (im TCP/IP-Vierschichtenmodell) ist die Verbindung ständig vorhanden. Das bei ADSL-Zugängen verbreitete PPPoE dient nur dazu, einen Anmeldevorgang zu gewährleisten, bei dem du deinem Provider (genauer: dessen DSL-AC) mitteilst, dass du jetzt online bist. Das ist z.B. dann nützlich, wenn du keine Flatrate hast, sondern einen Zeittarif. Rein technisch könnte auf diesen PPPoE-Anmeldevorgang komplett verzichtet werden, indem dein Provider dich einfach online sein lässt, sobald dein PC mit dem ADSL-Modem verbunden ist.

Siehe auch:

http://de.wikipedia.org/wiki/PPPoE

muziko schrieb:

Ich weiß zwar, was ein IP-Paket ist und wie es in theoretischer Überlegung weitergeleitet wird und wie man die Pfade optimieren könnte, usw, aber trotzdem habe ich keine Ahnung, was mit meinem Paket in der realen Welt passiert, wenn mein Router es verschickt hat (wohin genau, was ist überhaupt das erste Ziel?)

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Du meinst den Router, der bei dir zu Hause steht? Lass den mal lieber außen vor, der ist eigentlich nur dann von Bedeutung, wenn du bei dir mehrere PCs stehen hast, die gleichzeitig über denselben Zugang ins Internet sollen. Wenn du nur einen einzigen PC hast, brauchst du den Router bei dir zu Hause gar nicht, sondern nur ein ADSL-Modem (wenn wir mal annehmen, du hast einen ADSL-Zugang).

Du verschickst also von deinem PC aus ein Paket mit einer Ziel-IP-Adresse (also der Angabe einer IP-Adresse, wo das Paket letztlich hin soll). Das Paket wandert über das ADSL-Modem zum DSL-AM, von dort zum DSL-AC, und von dort zu einem Router (bei deinem Provider oder im Backbone, nicht bei dir). Der Router liest die Ziel-IP-Adresse des Pakets und guckt dann in seine Routing-Tabelle, was in der dazu drinsteht, was mit einem Paket mit einer Ziel-IP-Adresse in einem bestimmten IP-Adressbereich geschehen soll. Aus dem Eintrag in der Routingtabelle, der auf dein Paket zutrifft, kann z.B. hervorgehen, dass der Router das Paket an einen Host in seinem lokalen Subnetz weiterversenden soll, oder aber an einen anderen Router. Wenn er das Paket an einen anderen Router weiterversendet, verfährt dieser andere Router genauso mit dem Paket, usw., bis schließlich ein Router das Paket an einen Host in seinem lokalen Subnetz weiterleiten kann, also an den Host mit der Ziel-IP-Adresse.

Der einfachste Fall ist, wenn es auf jedem Router zu einem IP-Adressbereich nur einen einzigen Eintrag in der Routingtabelle gibt. Das wäre z.B. dann der Fall, wenn das Internet ein vollständig hierarchisches Netz mit einer Baumstruktur wäre, ähnlich wie das Telefonnetz. Das Internet wurde aber absichtlich als teilweise vermaschtes Netz aufgebaut, d.h. zwischen zwei Hosts gibt es zuweilen mehrere mögliche Verbindungswege. Ein Router am Gabelungspunkt zweier Verbindungswege hat dann zwei Einträge in seiner Routingtabelle statt nur einem. Um zu entscheiden, welchen Eintrag er bevorzugen soll, ist jeder Eintrag mit einer Metrik versehen, einem Maß dafür, wie lange das Paket auf dem jeweiligen Weg voraussichtlich brauchen wird. Der Eintrag mit der kleineren Metrik wird dann vorgezogen. Die Metrik bleibt allerdings nicht für alle Zeiten gleich, sondern ändert sich öfters mal, so dass der Router für zwei aufeinanderfolgende Pakete mit der gleichen Ziel-IP-Adresse ggf. abwechselnd beide Einträge heranzieht. Auf diese Weise können die beiden Pakete ganz unterschiedliche Wege durch das Internet nehmen.

Siehe auch:

http://de.wikipedia.org/wiki/IP-Routing

rooney723 schrieb:

ein Fachinformatiker z.B.

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Wovon redest du da eigentlich ? Im ersten Satz dieses Threads steht doch schon

muziko schrieb:

Hallo, die Frage ist mir etwas peinlich, da ich Informatik studiere.

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Aber lass dich nicht stören bei deinen Ausführungen.

Was MPLS angeht, kannst du dich auch hier belesen, das ist wichtig, wenn du z.B. für Unternehmen gesicherte Netzwerke anlegen willst:
http://www.savecall.de/mpls/