Das Web und das Internet

Das Internet sollte nicht verwechselt werden mit dem Worldwide Web. Diese beiden Begriffe sind keine Synonyme. Das Internet ist das physische Netzwerk, welches Computer (und Server…) verbindet und damit auch die Normen, wie Daten durch das Netz geleitet werden.
Das Worldwide Web (oder kurz Web genannt) hingegen ist eine Anwendung, die auf diesem Netzwerk bzw. über dieses Netzwerk ausgeführt wird. Es ist eine Sammlung von Seiten, Dokumenten und Ressourcen, welche alle miteinander über einem «Web» von Hyperlinks und Adressen verknüpft (verlinkt) sind.

Das Internet und somit auch das Web ist heutzutage nicht mehr wegzudenken. Doch wie begann alles und seit wann?
1969 begannen Forschende aus Standford und anderen Unversitäten, Computer miteinander zu vernetzen, dieses Netzwerk hiess „ARPANET“. Das ursprüngliche Ziel war es, ein dezentrales Netzwerk zu schaffen und die knappen Rechenkapazitäten sinnvoll zu nutzen und Universitäten und Forschungseinrichtungen, die für das Verteidigungsministerium der Vereinigten Staaten forschten, miteinander zu verbinden. Es war das erste Netzwerk, welches die Daten (Informationen) mit Hilfe der Paketvermittlung übertrug, genutzt wurde das bestehende Telefonleitungsnetz.
Das kleine ARPA-Netzwerk
Revolutionär und sicher auch ausschlaggebend waren die folgenden beiden Ideen.
Zum einen war dieses Netzwerk dezentral. Es zeichnet sich durch mehrfache Verbindungen aus und auch nach dem Ausfall eines oder mehrerer Knoten im Netzwerk ist eine Kommunikation zwischen den verbliebenen Knoten weiterhin möglich.
Zudem wurde auch der Datenaustausch neu überdacht. Hier wurde die Information (Datenströme) erstmals in eigenständige (voneinander für die Sendung unabhängige) Datenpakete aufgeteilt. Die Pakete können so unterschiedliche Wege zwischen Sender und Empfänger durchlaufen. Dies gewährt eine hohe Ausfallsicherheit. Zusatz: Doku-Video

In den 80er Jahren wurde ARPANET von NSFNET (National Science Foundation Network) übernommen. Mittlerweilen gab es viele kleine Netzwerke von Universitäten und Forschungsgebieten in Frankreich, England und andere. Diese Netzwerke waren alle für die Nutzer gratis, werbefrei und nur für akademische Forschungsprojekte ausgelegt. Das Nutzen dieser Netzwerke gehörte einiges an Wissen dazu, die Netzwerke waren alles andere als bedienerfreundlich.

Tim Berners-Lee arbeitete am CERN in der Schweiz und nutzte das NSFNET zur Zusammenarbeit und den Austausch von Forschungsergebnissen mit anderen Forschungslaboren. Er entwickelte (später zusammen mit Robert Caillau) ein Konzept. Dies war auf Servern, Links und Browsern basiert und beruhte auf Seiten, die auf mehreren Servern weltweit geführt werden. Hyperlinks verwiesen auf die verschiedenen Server und konnten erstmals mithilfe von Browsern überall aufgerufen werden. Die Bedienerfreundlichkeit wurde dadurch mit einem Mal enorm gesteigert. Das Navigieren geschah neu über die Hyperlinks per Mausklick. Die Webdokumente (später Webseiten) wurden mit der neu geschaffenen HTML (Hypertext Markup Language), einer Abbildungssprache.
Weitere Informationen finden Sie hier. Eine der ersten Websites finden Sie hier . Ein Video mit ersten Browser und dem damalig aktuellen Computer finden Sie Computer, Browser und eine der ersten Websites..

Wie wir bereits gesehen haben, ist das Web nicht dasselbe wie das Internet, sondern nur ein Teil (ein Dienst) davon. Wenn wir einen Browser öffnen (zum Beispiel Firefox, Safari oder Chrome oder andere) und eine Webadresse eingeben, dann surfen wir im Web. Aber was genau passiert, wenn man in einem Browser eine Webadresse (zum Beispiel www.cscfr.ch) eingibt? Wenn Sie Web surfen, dann benutzen Sie dazu typischerweise einen Browser (wie Firefox, Chrome, Safari oder andere). Ein Browser ist vereinfacht gesagt eine Software, die zur graphischen Darstellung der Informationen (Websiten) des Internets dient.

Das Web basiert auf einem Client-Server-Modell. Dabei ist ein Browser ein Client, der eine Webseite von einem Server anfordert. Ein Server ist ein Computer, welcher durch eine Software Dienste, Daten, Funktionen und andere Ressourcen bereitstellt, damit andere Geräte (Clients) über ein Netzwerk (auch über das Internet) darauf zugreifen können. Wenn nun ein Client eine Anfrage stellt, dann reagiert der Server auf diese Anfrage und sendet die betreffende HTML-Datei. Der Inhalt jeder Anfrage an einen Server wird durch ein Kommunikationsprotokoll bestimmt, fast immer ist dieses Protokoll das http – Hypertext Transfer Protocol.

In einzelnen Schritte kurz erklärt:

Zuerst wird die URL der Website in die Adresszeile des Internetbrowsers eingegeben. (URL bedeuted Uniform Resource Locator.) Diese URL enthält die Adresse der angeforderten Seite, mit welcher der Webserver (oder auch Host genannt) der die Webseite speichert, gefunden werden kann. Die Website wird aufgefordert und dies geschieht durch eine Anfrage (Request) an einen Router. Die die Nachricht wird via Internet an den Ziel-Webserver weiterleitet. Der Webserver sendet dann eine Antwort zurück an den Computer, der die URL angefordert hat.

Mit dem Domain-Name-System-Protokoll DNS wandelt der Browser den für uns Menschen lesbareren Text in eine IP Adresse um, Anhand dieser Adresse suchen die Router dann einen Weg zu dem Webserver. Die Anfrage wird oft über viele Router weitergegeben, bevor sie den Ziel-Server erreicht.

Der Webserver empfängt die Anfrage und gibt eine HTML Datei an den Browser zurück. Dieser liest die Inhalte des HTML Dokuments und zeigt dies am Bildschirm an.

Einige Videos dazu: Erklärvideo 1: Wie funktioniert das Internet
Erklärvideo 2: Wie funktioniert das Internet \\ 

Aufgabe 3 - Der Weg zur Website
Überprüfen Sie durch die APP, ob sie das Wichtigste verstanden haben.
Aufgabe 4 - Dezentrale Netzwerke
Die folgenden beiden Bilder unten zeigen jeweils sieben Router, die unterschiedlich miteinander vernetzt sind.

1. Geben Sie für jedes der beide Netzwerke an, welche Router mindestens ausfallen müssen, sodass keinerlei Kommunikation mehr stattfinden kann.
2. Geben Sie für jedes der beiden Netzwerke an, zwischen welchen Netzen die Verbindung mindestens ausfallen müsste, damit nicht mehr jeder Router erreichbar wäre.
3. Beschreiben Sie den Ausdruck „dezentral“ in eigenen Worten. Ist das Web wirklich dezentral organisiert? Zusätzliches Wissen gibt durch dieses  Video.

Ein Protokoll ist ein Regelsatz, der die Kommunikation zwischen zwei Einheiten oder hier technischen Ebenen bestimmt. Webprotokolle regeln die Kommunikation zwischen einem Client-Browser und einem Webserver. Netzprotokolle sind aus mehreren Schichten aufgebaut und jede Schicht dient einem bestimmten Zweck und ist sowohl bei Absender als auch beim Empfängerhost vorhanden. HTTP ist ein Protokoll das beschreibt, wie ein Client seine Anfrage und wie der Server seine Antwort darauf formatieren und senden kann.

Wie bereits erwähnt ist das DNS nötig, um die im Browser übergebene Adresse einer Website oder ähnliches einer IP Adresse zuzuordnen. Anhand der IP-Adresse wird der Zielsever gesucht und gefunden.
Ohne DNS wäre es nicht möglich, im Web zu surfen, da es keine „Zuordnung“ zwischen den www-Adressen und den IP-Adressen geben würde und so keine Seiten abgefragt werden könnten. Die Anfragen würden an falsche Seiten weitergeleitet, Dokumente oder auch Mails könnten abgefangen werden und so weiter. Somit brauchte es ab den 90er Jahren eine zusätzliche Sicherheitsebene, die DNSSEC (Domain Name System Security Extensions). Vereinfacht formuliert, setzt DNSSEC digitale Signaturen mit denen große Teile des Internet-Telefonbuchs (DNS) unterschrieben werden. Diese Unterschrift kann bei jedem Abruf einer Website (vom Provider des Internetnutzers) überprüft werden. Der Provider (Internetdienstanbieter) erkennt dann, ob die Daten, die an den Nutzer gesendet werden, vom richtigen Server kommen und ob sie unterwegs manipuliert wurden – und bricht die Anfrage gegebenenfalls ab, um den Nutzer zu schützen.
Vier Mal im Jahr treffen sich die sog. Crypto Officers im kleinen Ort Culpeper im US-Bundesstaat Virginia. Hier gibt es eines von mehreren gut gesicherten Rechenzentren, ähnlich einem Hochsicherheitstraktes eines Gefängnisses. Alle drei Monate treffen sich 14 Menschen aus aller Welt mit den Auftrag, das Web vor technischen Schaden zu bewahren. Das Herzstück von DNSSEC sind (kryptografische) Schlüssel, die zum Erstellen der Signaturen notwendig sind.
Interessante Links und Videos zu diesem Thema Video einer DNS-Zeremonie

URL bedeuted wie bereits erwähnt Uniform Resource Locator, frei übersetzt eine festgelegte Struktur, die Zieladresse bzw. den Zielserver anzugeben. Eine URL-Adresse ist somit immer gleich aufgebaut. Hierbei kann das Übertragungsprotokoll (http oder https), der Servername sowie der Ort und Name der HTLM-Datei immer direkt herausgelesen werden. Ein Beispiel Wird keine Datei angegeben, dann wählt der Server die Datei index.html, die Startseite.

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