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
1960: technisches Umfeld
• Kommunikation über Telefon und Fernschreiber
• Erste Computer
– Hallen füllende Großrechner
– Minicomputer
– Anbindung via TTYs (Teletype-Writer, Fernschreiber ähnliche Geräte)
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
Wie kam eine Verbindung zustande?
• Wahl des Teilnehmers
• Leitungen werden durchgeschaltet
– 09341
– 999991
• Nach Aufbau besteht eine feste Verbindung bis zum Ende des Gesprächs
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
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
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!
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
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
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
Wie waren Computer damals verbunden?
• Gar nicht!
• Es gab nur Verbindung zwischen Computer und TTY (Eingabeterminal)
• TTY war teilweise über Telefonleitung angebunden
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
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
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
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
1969: das erste „Internet“ (ARPANET)
• Vier Rechner werden miteinander verbunden
• Paketvermittelt
• Bereits geeignet zum Test der Ausfallsicherheit
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“.
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
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
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
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)
1978: „Erfindung“ der SPAM-Mail
• Einer der ersten Missbrauchsfälle des Internet
• Mitarbeiter eines Computer-Herstellers verschickt Einladung zu einer Produktvorstellung
• Hat harsche Reaktionen ausgelöst
1979: USENET
• Vorläufer von Web-Diskussionsforen, auch heute noch verfügbar
• Ermöglicht Diskussion mit allen angeschlossenen Teilnehmern
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
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
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
Die erste Web-Seite
Re-make einer der ersten Seiten des CERN: http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html
1990
• ARPANET wird offiziell „abgeschaltet“, geht in das Internet auf
• Erste kommerzieller Internet Provider (UUNET, PSInet)
1991
• Kommerzielle Nutzung wird gestattet
• Entwicklung MP3 (und damit die Grundlage für Musik-Downloads)
1993: NCSA Mosaic – der erste verbreitete grafische Browser
• Entwickelt von Marc Andreessenam National Center forSupercomputer 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
… 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
Das Internet wird zunehmend kommerzialisiert
Amazon 1995
Dell 1996
Wichtig: Entwicklung von vertraulicher Übertragung von Kreditkartendaten (SSL) 1995 durch Netscape.
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
Das Mobile Web
• Wird Mainstream ca. 2007, auch getrieben durch die Einführung des Apple iPhone
• Heute nicht mehr wegzudenken
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
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
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.
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